WO2011145812A2 - 입자 측정 장치 - Google Patents

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WO2011145812A2
WO2011145812A2 PCT/KR2011/003095 KR2011003095W WO2011145812A2 WO 2011145812 A2 WO2011145812 A2 WO 2011145812A2 KR 2011003095 W KR2011003095 W KR 2011003095W WO 2011145812 A2 WO2011145812 A2 WO 2011145812A2
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particles
particle
block
module
optical chamber
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PCT/KR2011/003095
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English (en)
French (fr)
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WO2011145812A3 (ko
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권용택
최정석
안진홍
정혁
Original Assignee
(주)에이치시티
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Application filed by (주)에이치시티 filed Critical (주)에이치시티
Publication of WO2011145812A2 publication Critical patent/WO2011145812A2/ko
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream

Definitions

  • the present invention relates to a particle measuring device.
  • the impactor module forcibly sucks particles in the outer space to induce a certain flow and measure the distribution state of the particles in real time by using scattered light generated by collision with the sucked and flowing particles.
  • the sucked particles can be collected through the collecting block, and the collecting block can be placed in the inner space to improve the collecting efficiency and the collecting block can be easily separated from the impactor module by constructing the collecting block in the form of a block rather than a lamination.
  • a particle measuring device which can prevent the damage to the collecting block and the loss of the collected particles during the separation process, thereby providing more accurate particle composition analysis results and at the same time repeating the use of the collecting block to reduce the measurement cost. will be.
  • nano-level high precision processes such as semiconductor processes and LCD processes can lead to fatal product defects if contaminants are generated in the work facility. Therefore, in a clean facility such as a clean room, a high level of cleanliness can be maintained. The process is underway and real-time monitoring of contaminated particles is also very strict at these facilities.
  • a separate particle measuring device for measuring polluted particles in the facility is used, and the particle distribution state of a specific chamber in the facility is measured in real time through the particle measuring device.
  • Such a particle measuring device measures the distribution state of particles in an arbitrary measurement chamber, that is, the size and number of particles, and the like to measure the distribution state of air pollutant particles in addition to the clean room equipment or to measure the distribution state of specific particles in a laboratory or the like. It is widely used in a variety of fields, such as used for.
  • the type of particle measuring device is classified into various types according to the size of the particle or the measuring method.
  • the particle measuring device for measuring nano-level particles is generally classified into light scattering and light absorption by light. do.
  • the light scattering method detects scattered light generated by collision with particles flowing in the space inside the measuring chamber after incident light into the measuring chamber and determines the size and number of particles. It is a method of determining the size and number of particles by detecting the amount of light absorbed by the particles flowing in the measurement chamber after entering the light, the two types of particle measuring device is selectively used widely according to the needs of the user.
  • the incident light is generated to form a focal point in the measurement chamber, and the scattered light generated by the collision of the incident light with particles passing through the focal region of the incident light By detecting the size and number of particles is measured.
  • the particle size is 0.05 ⁇ m to 4 ⁇ m
  • the particle size can be theoretically calculated by applying the Mie theory to determine the relationship between the particle size and the light intensity.
  • the intensity and the number of particles are measured by comparing the intensity of the scattered light theoretically calculated with the intensity value of the scattered light actually measured.
  • an object of the present invention is to use a scattered light generated by forcing a constant flow of particles in the outer space by the impactor module to induce a certain flow and collide with the particles that are sucked and flows It is possible to measure the distribution state of the particles in real time, and to provide a particle measuring device that enables the component analysis of the particles by collecting the particles sucked into the inside through a collecting block.
  • Another object of the present invention is to provide a particle measuring apparatus capable of improving the collection efficiency and thus performing component analysis on the collected particles more accurately by placing a collecting block for collecting particles sucked into the interior space. .
  • Another object of the present invention is to configure the collecting block for trapping the particles sucked into the inside of the form of a block rather than a thin plate, it is possible to easily separate the collecting block from the impactor module, damage to the collecting block in the separation process And it is to provide a particle measuring device that can prevent the loss of the trapped particles to provide a more accurate particle component analysis results, and it is possible to repeat the use of the collecting block to reduce the measurement cost.
  • Another object of the present invention is to determine the distribution state of particles in a real time in a variety of space, because the forced distribution of particles in the space without air flow can be measured, in particular, clean room
  • the present invention provides a particle measuring device that can be usefully used to find specific sources of contamination in the space inside the clean room facility.
  • Still another object of the present invention is to induce particles to flow in a constant direction while simultaneously inhaling particles in the outer space through the impactor module, thereby allowing the particles to intensively pass through the focal region of the incident light. It is to provide a particle measuring device that can obtain a more accurate measurement results for.
  • Still another object of the present invention is to provide a particle measuring apparatus that can separate the particles sucked through the impactor module according to the measurement conditions and select and measure various types of particles according to the user's needs to separately measure the distribution state of the particles. It is.
  • a particle measuring apparatus for measuring a distribution state of particles using scattered light, comprising: a case in which an optical chamber is formed in an inner space and a particle flow passage is formed to communicate with the optical chamber; An impactor module mounted on the case and sucking particles so that particles floating in an outer space flow into the optical chamber through the particle flow passage; A light generator configured to generate incident light to form a focal point in the optical chamber; And a light detector configured to receive and detect scattered light generated by collision between the incident light and particles passing through the focal region of the incident light, wherein the impactor module collects particles introduced into the optical chamber. It provides a particle measuring device comprising a collecting block disposed therein.
  • the impactor module is mounted in communication with one end of the particle flow passage, the upper module for suction-selecting the particles floating in the external space so that only particles of a predetermined size or more to pass through the particle flow passage;
  • a lower module mounted in communication with the optical chamber to suck the particles such that the particles selected by the upper module flow into the optical chamber through the particle flow passage;
  • a suction pump coupled to the upper module and the lower module so that particles are sucked through the upper module and the lower module, respectively, and the collection block may be coupled to an upper end of the lower module.
  • the upper module is a hollow cylindrical sealing coupling to the case and one side is the upper main pipe is formed in the upper suction port to be connected to the suction pump;
  • An inlet block sealingly coupled to an upper end of the upper main pipe and having a suction passage formed to allow particles to be introduced from the outside;
  • a nozzle block disposed inside the upper main pipe to be positioned below the inlet block, and having a nozzle flow path and an upper flow hole formed therein to selectively pass particles introduced through the suction flow path according to the inertia force.
  • the nozzle block may be sealingly coupled to the case such that the nozzle passage communicates with one end of the particle flow passage.
  • the lower module may include a lower connection holder sealingly coupled to the case and having a lower flow hole formed therein so as to communicate an internal space with the optical chamber; And a lower main block sealingly coupled to the lower connection holder such that an inner space is in communication with the inner space of the lower connection holder, and a lower suction port formed at one side thereof to be connected to the suction pump. It can be coupled to the top of the holder.
  • the collecting block may be arranged such that the top surface thereof forms a plane perpendicular to the longitudinal central axis of the particle flow passage.
  • the collecting block may be formed of a single metal material.
  • the collecting block may be detachably coupled to the lower module.
  • a coupling protrusion protruding upwardly is formed at an upper end of the lower module, and a coupling groove into which the coupling protrusion is inserted is formed at a lower surface of the collection block, and the collection block is formed by the coupling protrusion and the coupling groove. It can be fit and coupled to the lower module.
  • the impactor module forcibly sucks particles in the outer space to induce a certain flow and measure the distribution state of the particles in real time using scattered light generated by collision with the particles which are sucked and flow.
  • the collecting block has the effect of enabling the component analysis of the particles.
  • the collecting block for collecting the particles sucked into the inside of the form of a block rather than a thin plate, it is possible to easily separate the collecting block from the impactor module, and in the process of separation The loss is prevented, providing more accurate particle component analysis results and the repeated use of the capture block, which reduces the cost of measurement.
  • the particle distribution state can be measured by forcibly inhaling the particle even in a space without air flow, it is possible to grasp the distribution state of contaminant particles in the space in real time in various spaces, especially in a clean room installation. Since the particle distribution state can be measured at various points in the space inside the clean room, it is useful to find a specific source of contamination in the space inside the clean room.
  • the impactor module sucks particles in the outer space and induces the flow of particles in a constant direction so that the particles can intensively pass through the focal region of the incident light, thereby more accurately measuring the particle distribution of the measurement space.
  • the effect is to get the result.
  • the particles sucked through the impactor module can be selected according to the measurement conditions, there is an effect that can be separated by measuring the particle distribution by selecting only the various types of particles according to the user's needs.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the shape of a particle measuring device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view schematically showing the shape of the particle measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing the structure of a particle measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of a particle measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view conceptually illustrating a process of scattered light of a particle measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view conceptually illustrating a particle flow process by an impact module of a particle measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the particle measuring apparatus sucks particles suspended in a specific space and detects scattered light S generated by collision between the sucked particles and the incident light I.
  • An apparatus for measuring the distribution state of the existing particles that is, the size and number of particles, the case 100, the impactor module 200 for sucking the particles to be introduced into the case 100 and the inside of the case 100 It is configured to include a light generating unit 300 and the light detection unit 400 is mounted in communication with the space.
  • the light generating unit 300 and the light detecting unit 400 may be mounted at both ends of the case 100 in a form arranged in a straight line as shown in FIG. 1, but are perpendicular to each other as shown in FIG. 2. It may be mounted to the case 100 in a form that is arranged, it may be arranged to achieve a specific angle to each other. Since the light generator 300 and the light detector 400 generate scattered light S generated by collision with particles in all directions, various arrangement states are possible. Hereinafter, for convenience of description, the light generator ( 300 and the light detector 400 will be described with reference to the structure shown in FIG.
  • an optical chapter C is formed in an internal space, and the light generating unit 300 and the light detecting unit 400 communicate with each other at both ends of the optical chapter C.
  • the case 100 has a particle flow passage 101 formed therethrough so as to communicate with the optical chapter C.
  • the particle flow passage 101 is formed in a direction toward the center or the central axis of the optical chamber C. It is preferable.
  • the impactor module 200 is mounted on the case 100 and sucks particles floating in the external space, wherein the sucked particles are configured to pass through the particle flow passage 101 of the case 100.
  • the impactor module 200 is a device for collecting and collecting particles suspended in the air.
  • a flow path capable of sucking particles therein is formed, a suction pump is mounted at one end of the flow path, and a separate collecting plate is provided.
  • the impactor module 200 according to an embodiment of the present invention sucks particles floating in the external space to the inside of the optical chamber (C) through the particle flow passage 101 of the case 100 It is configured to be introduced into the optical chamber (C) to collect the particles introduced into the optical chamber (C).
  • the impactor module 200 according to the present invention includes a collecting block 240 disposed in the optical chamber C, which will be described in detail later.
  • the light generator 300 is an apparatus for generating incident light I to form a focal point F in the internal space of the optical chamber C.
  • the light generator 300 is mounted in communication with the optical chamber C. It may be configured to include a laser diode 320 and a focusing lens 330 for focusing the laser light generated from the laser diode 320 so that light can be applied.
  • the laser light generated from the laser diode 320 has an emission angle of a certain size, and the laser light is focused through the focusing lens 330 and forms a focal point F at a specific point in the space inside the optical chapter C. .
  • a plurality of focusing lenses 330 may be mounted, and the number of focusing lenses 330 may be variously changed according to measurement conditions such as the shape of the optical chamber C and the focusing distance.
  • the position of the focal point F of the incident light I is configured to be formed in the internal space of the optical chapter C, wherein the position F is formed on the extended path of the particle flow passage 101 passing through the optical chapter C. do.
  • the light generating unit 300 is a light generating unit barrel 310 mounted to the case 100 in communication with the optical chapter (C) to accommodate the mounting of the laser diode 320 and the focusing lens 330. It may further include, and a separate vacuum window 340 may be further provided so that the inner space of the light generating unit barrel 310 can be separated from the optical chapter (C). That is, in the light generator 300, the laser diode 320 and the focusing lens 330 are disposed in an inner space of the light generator barrel 310 communicating with the optical chapter C, and the light generator barrel 310 is disposed. By separating the internal space of the) by the vacuum window 340, contamination of the internal space of the light generating unit 300 by the flow particles inside the optical chapter (C) can be prevented to obtain a more accurate measurement value.
  • the light detector 400 receives and detects the scattered light S generated by the collision between the incident light I generated by the light generator 300 and particles passing through the focal point F region of the incident light I. do. Since the scattered light S is generated from the particles in all directions, the light detector 400 collects the scattered light S so as to collect and detect a portion of the scattered light S, and the condenser lens. It is configured to include a detection sensor 420 for detecting the scattered light (S) collected by the (430). Therefore, when the incident light I collides with the particles and scattered light S is generated, some of the scattered light S is collected by the condensing lens 430 and transmitted to the detection sensor 420, which is then transmitted to the detection sensor 420. The intensity of the scattered light S is measured.
  • the intensity of the scattered light S measured as described above is calculated and calculated by comparing the theoretical value with Mie theory through a separate calculation unit (not shown).
  • the particles of the incident light (I) Since the scattered light S is generated every time passing through the focal point F, the calculating unit calculates and measures the number of particles through the number of scattered light S generated.
  • the light detector 400 further includes a light detector barrel 410 for accommodating and mounting the condenser lens 430 and the detection sensor 420 therein in the same manner as the light generator 300.
  • a separate vacuum window 450 may be further provided to allow the internal space to be separated from the optical chapter C. FIG. Through this structure, the interior space of the light detector barrel 410 may be prevented from being contaminated by the internal flow particles of the optical chapter C, thereby obtaining more accurate measured values.
  • the particle measuring apparatus sucks particles in the external space by the impactor module 200, and the light generating unit 300 and the light detecting unit ( It is a structure capable of measuring the distribution state of the particles through 400). That is, since the particle distribution state can be measured by forcibly inhaling the particle even in a space without air flow, it is possible to grasp the distribution state of contaminant particles in the corresponding space in real time in various spaces, especially in a clean room installation. Since particle distribution can be measured at various points in the interior of a clean room, it can be useful to find specific sources of contamination in the interior of a clean room.
  • the general particle measuring device can only grasp the average particle distribution state of the entire space of the clean room equipment, whereas the particle measuring device according to an embodiment of the present invention is a real time in various areas of the interior space of the clean room equipment. It is a structure that can grasp the distribution state of particles.
  • the particle measuring apparatus is introduced into the optical chamber (C) by the impactor module 200 and the particles flowing in a predetermined direction through the collecting block 240 of the impactor module 200 Since it is configured to collect in the optical chamber (C), in addition to the function of measuring the distribution state of particles in a specific space through the light generating unit 300 and the light detector 400 is collected by the collecting block 240 It is a structure that allows qualitative analysis of particles such as component analysis of particles generated in a specific space by using the particles. In particular, since the collecting block 240 is located inside the optical chamber C, the collecting efficiency for the particles is very high, so that such a qualitative analysis can be performed more accurately.
  • the impact module 200 includes an upper module U and a lower module L mounted on both sides of the case 100, a suction pump (not shown), and the above-described collection block ( 240, the upper module U may be mounted in communication with one end of the particle flow channel 101 so as to float particles floating in an external space such that only particles having a predetermined size or more pass through the particle flow channel 101. It is configured to sort by suction, the lower module (L) is mounted in communication with the optical chamber (C) so that the particles selected by the upper module (U) flows into the optical chamber (C) through the particle flow passage (101) It is configured in such a way as to suck in the particles.
  • the suction pump is coupled to the upper module U and the lower module L, respectively, so that the particles can be sucked through the upper module U and the lower module L, respectively, and form a negative pressure by the rotation of the fan. It may be configured in a variety of ways, such as by sucking the particles.
  • the above-described collection block 240 may be configured to be coupled to the top of the lower module (L) to be disposed inside the optical chamber (C) in the process of the lower module (L) in communication with the optical chamber (C). have.
  • the upper module U may include an upper main pipe 220, an inlet block 210, and a nozzle block 230 as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the upper main pipe 220 is a hollow cylindrical seal coupled to the case 100 and the upper suction pipe 221 is formed to be connected to the suction pump on one side.
  • the inlet block 210 is sealedly coupled to the upper end of the upper main pipe 220, and a suction flow path 211 is formed to penetrate the particles from the outside.
  • the suction passage 211 is preferably formed in a wide upper portion and a narrow lower portion so as to facilitate the suction of the particles as shown in FIG.
  • the nozzle block 230 is disposed inside the upper main pipe 220 to be positioned below the inlet block 210, and is sealed to one end of the particle flow passage 101 of the case 100.
  • the sealing coupling portion of each component may be configured in such a way that a separate sealing member (R) is interposed to enable sealing coupling or the sealing member (R) is formed integrally with each component.
  • the nozzle block 230 has a nozzle flow path 231 is formed in the center portion in the vertical passage direction, the upper flow hole 232 is formed through the outside of the nozzle flow path 231.
  • the upper flow hole 232 is formed to communicate with the suction port 221, the nozzle flow path 231 is hermetically coupled to communicate with the particle flow flow path 101 of the case 100.
  • the particles passing through the suction passage 211 of the inlet block 210 selectively passes through the nozzle passage 231 or the upper flow hole 232 according to the flow inertia force.
  • the suction pressure is the upper flow hole 232 of the nozzle block 230. It is delivered to the suction passage 211 of the inlet block 210 through the outside air and particles are introduced into the interior through the suction passage 211.
  • the introduced particles have different inertia forces due to their different sizes and weights.
  • the particles having a relatively large inertia force are maintained in the inertia force due to the difference in inertia to the nozzle flow path 231 formed in the center of the nozzle block 230.
  • Particles introduced and having a relatively low inertia force pass through the upper flow hole 232 formed outside the nozzle flow path 231 and are sucked toward the suction port 221.
  • the particles suspended in the external space are sucked by the upper module U and are sorted based on a predetermined size or weight and flow into the nozzle flow path 231 of the nozzle block 230.
  • Particles introduced to 231 is introduced into the particle flow passage 101 of the case 100 by the lower module (L).
  • the lower module L may include a lower connection holder 250 and a lower main block 260.
  • the lower connection holder 250 is sealed to the case 100, and an inner space of the optical chamber C is coupled to the case 100.
  • the lower flow hole 252 is formed to communicate with the lower main block 260 is sealingly coupled to the lower connection holder 250 so that the inner space is in communication with the inner space of the lower connection holder 250, and one side with the suction pump
  • the lower suction port 261 is formed to be connected.
  • the lower connection holder 250 may be formed in a cylindrical shape that is formed stepwise so that the outer diameter thereof becomes smaller toward the upper layer, and the stepped part 251 formed on the outer surface of the case ( It is inserted into the case 100 in a manner that is engaged with the 100 is sealed coupled.
  • the lower connection holder 250 is inserted into the case 100 so that the upper surface is exposed inside the optical chamber (C) of the case 100, the lower flow hole 252 is exposed to the optical chamber (C) It is formed to penetrate from the upper end surface to the inner space of the lower connection holder 250. Therefore, the inner space of the lower connection holder 250 and the optical chamber C communicate with each other through the lower flow hole 252.
  • the lower connection holder 250 and the case 100 are coupled to each other in a sealed manner so that air flow can only occur through the lower flow hole 252, for this purpose, the lower connection holder 250 and the case 100 It is preferable that a plurality of sealing members (R) are interposed between the coupling site of the.
  • the lower main block 260 is hermetically coupled to the lower portion of the lower connection holder 250, and the inner space is coupled to communicate with the inner space of the lower connection holder 250.
  • a lower suction port 261 is formed at one side of the lower main block 260 to communicate with the internal space of the lower main block 260, and the lower suction port 261 is connected to a suction pump for particle suction.
  • the suction pump when the suction pump is operated to generate suction pressure through the lower suction port 261, the suction pressure is transferred to the optical chamber of the case 100 through the inner space of the lower main block 260 and the lower connection holder 250.
  • the suction pressure is transferred to the particle flow flow path 101 in communication with the optical chamber (C). Accordingly, particles introduced by the upper module U are introduced into the optical chamber C through the particle flow passage 101.
  • the nozzle flow path 231 formed in the nozzle block 230 of the upper module U is hermetically coupled to communicate with the particle flow flow path 101 of the case 100, suction formed through the lower suction port 261.
  • the pressure passes through the optical chamber C of the case 100 and the particle flow passage 101 to the nozzle passage 231 of the nozzle block 230 and the suction passage 211 of the inlet block 210.
  • Particles having a large inertia force pass through the nozzle passage 231 and the particle flow passage 101 and are introduced into the optical chamber C.
  • the particles introduced into the optical chamber (C) is the optical chamber (C) along the air flow by the suction pressure continuously transmitted through the lower flow hole 252 of the lower module (L) as shown in FIG. ) Flows in a constant direction, and the distribution state of the particles is determined through the light generating unit 300 and the light detecting unit 400 with respect to the flowing particles.
  • the particle measuring device sucks particles floating in the external space through the impact module 200 including the upper module U and the lower module L to flow in a constant direction.
  • the scattering light S generated by the collision with the flowing particles is induced to measure the distribution state of the particles.
  • the light generating unit 300 generates incident light I in the optical chapter C so that the focal point F is positioned on the extended path of the particle flow path 101, and the impactor The module 200 detects the scattered light S generated by the collision of the particles continuously passing through the focal point F region with the incident light I, and determines the distribution state of the particles.
  • the light generating unit 300 and the light detecting unit 400 may be arranged in a line so as to be located at both ends of the optical chapter (C) of the case 100, as shown in FIG. It may be arranged to achieve a specific angle, which is possible because the scattered light (S) generated by the collision with the particles are generated in all directions.
  • the incident light I of the light generating unit 300 is incident on the light detecting unit 400.
  • a separate beam stopper 440 is provided inside the light detector barrel 410 to block the incident light I so as not to receive the light directly. That is, when the incident light I generated from the light generator 300 does not collide with the particles, the incident light I passes through the focal point F and continues to move forward. When the light is received by the 420, it acts as noise in the detection sensor 420. Therefore, a separate beam stopper 440 may be mounted so that the incident light I is not received by the detection sensor 420. Therefore, as shown in FIG. 5, only the scattered light S, which is out of the beam stopper 440 region, of the scattered light S generated by the collision with the particles is received by the detection sensor 420. It will be able to provide more accurate measurement results than other methods.
  • the particle measuring device is formed in a predetermined direction along the flow path of the small diameter of the particles flow in the optical chapter (C) by the impactor module 200 as shown in FIG.
  • most of the flowing particles can be configured to pass through the focal point F of the incident light I to provide a more accurate measurement result in measuring the distribution state of the particles.
  • the collecting block 240 may be formed in the form of a circular column having a flat top surface, and may be formed in the form of a polygonal column such as a square column or a pentagonal column. have.
  • the collecting block 240 is preferably arranged so that the top surface is a plane that intersects perpendicularly to the longitudinal central axis of the particle flow passage 101, and thus the top surface of the collecting block 240 is the flow of particles
  • the collection efficiency for particles flowing in a plane perpendicular to the direction is further improved. That is, as shown in FIG. 6, the focal region of the incident light I is positioned on the extended path of the particle flow path 101, and the center of the top surface of the collecting block 240 is disposed below the same path. It is preferred to be arranged in line with each other.
  • the collecting block 240 is to collect the particles flowing into the optical chamber (C), the principle of collecting the particles in the collecting block 240 has an inertial force by the impactor module 200 and moves in a constant flow direction Particles proceed in a manner that is pressed against the top surface of the collecting block 240. Therefore, it is preferable that the top surface of the collecting block 240 is disposed to form a vertical plane with respect to the flow direction of the particles as described above, and the collecting block 240 in which the particles are collected in this way is analyzed in various ways such as component analysis of the particles. It is separated and removed from the impactor module 200 for analysis by a separate test device.
  • the collecting block 240 is preferably formed of a single metal material to minimize the variable of the collecting block 240 itself in the process of analyzing the collected particles, for example, It may be formed integrally with a material such as gold, silver.
  • the collecting block 240 may be configured to be coupled to the upper end of the lower module (L), more specifically, the lower connection holder 250 is disposed inside the optical chamber (C), the lower connection holder 250
  • the coupling method may be configured in various ways such as a fitting method or a bolt coupling method.
  • the collection block 240 may be configured to be detachably coupled to the lower connection holder 250.
  • the coupling protrusion 253 protruding upward is formed at the upper end of the lower module L, specifically, at the upper end of the lower connection holder 250, and the collecting block 240 is formed.
  • a coupling groove 241 into which the coupling protrusion 253 is inserted is formed at the lower surface of the), and the collection block 240 is connected to the lower connection holder 250 by the coupling protrusion 253 and the coupling groove 241. It may be detachably coupled in a manner that is fitted to the fitting.
  • the lower flow hole 252 may be formed in plural to be symmetrically disposed around the outer periphery of the collecting block 240 coupled to the coupling protrusion 253, through which the lower module (L) from the optical chamber (C) Air flow to the furnace can proceed smoothly.
  • the capture block 240 When the capture block 240 is detachably coupled to the lower module as described above, when the capture block 240 needs to be separated and removed from the impactor module 200 for component analysis of particles collected on the upper surface of the capture block 240. In addition, since the separation of the collecting block 240 is easy, the particles collected in the collecting block 240 may be analyzed in a stable state.
  • the collecting block 240 is formed in the form of a polygonal column, such as a circular column, a rectangular column, and detachably coupled to the lower module L of the impactor module 200, the collecting block.
  • the separation of the 240 is easy, no loss of the collected particles or damage to the collecting block 240 may occur, and thus, component analysis of the particles may be performed more accurately.
  • the collecting plate of the general impactor module is damaged after one use as described above, the new collecting plate needs to be replaced every time, so that the work is not only cumbersome but also increases the cost, and the collecting block 240 according to the present invention. It can be used repeatedly after analysis of silver particles, and its desorption can be easily performed to simplify the analysis process and reduce costs.
  • the collecting block 240 may be utilized as a verification function of the distribution state of the particles measured by the light detector 400 by component analysis of the collected particles as described above, and separately from the optical chamber C. ) It can be used as a function to sort out the particles introduced into the inside once again.
  • the particles flowing through the particle flow path 101 into the optical chamber C have relatively large inertia forces according to the difference in inertia forces, so that the inertia forces are maintained and flow toward the collection block 240 to collect the block 240.
  • the particles collected in this way can then be identified by weight, size, components, etc. through separate component analysis, and the measured values for the particles thus identified are verified for the distribution state of the particles measured by the light detector 400.
  • the particle measuring apparatus can separate and measure only a distribution state of specific particles according to a user's needs through the nozzle block 230 and the collecting block 240, and also the nozzle block.
  • the shape of the 230 and the collecting block 240 and the adjustment of the suction pressure may be variously adjusted the size of the particles to be selected.

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Abstract

본 발명은 입자 측정 장치에 관한 것으로, 임팩터 모듈에 의해 외부 공간의 입자를 강제 흡입하여 일정 흐름을 유도하고 흡입되어 유동하는 입자와 충돌하여 발생하는 산란광을 이용하여 입자의 분포 상태를 실시간으로 측정할 수 있고, 아울러 내부로 흡입된 입자를 포집 블록을 통해 포집할 수 있고, 포집 블록을 내부 공간에 배치함으로써 포집 효율을 향상시키고 포집 블록을 박판 형태가 아닌 블록의 형태로 구성함으로써, 포집 블록을 임팩터 모듈로부터 용이하게 분리할 수 있고, 분리 과정에서 포집 블록에 대한 손상 및 포집 입자에 대한 손실이 방지되어 더욱 정확한 입자 성분 분석 결과를 제공함과 동시에 포집 블록의 반복 사용이 가능하여 측정 비용을 절감할 수 있는 입자 측정 장치를 제공한다.

Description

입자 측정 장치
본 발명은 입자 측정 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 임팩터 모듈에 의해 외부 공간의 입자를 강제 흡입하여 일정 흐름을 유도하고 흡입되어 유동하는 입자와 충돌하여 발생하는 산란광을 이용하여 입자의 분포 상태를 실시간으로 측정할 수 있고, 아울러 내부로 흡입된 입자를 포집 블록을 통해 포집할 수 있고, 포집 블록을 내부 공간에 배치함으로써 포집 효율을 향상시키고 포집 블록을 박판 형태가 아닌 블록의 형태로 구성함으로써, 포집 블록을 임팩터 모듈로부터 용이하게 분리할 수 있고, 분리 과정에서 포집 블록에 대한 손상 및 포집 입자에 대한 손실이 방지되어 더욱 정확한 입자 성분 분석 결과를 제공함과 동시에 포집 블록의 반복 사용이 가능하여 측정 비용을 절감할 수 있는 입자 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정이나 LCD 공정과 같은 나노 수준의 고도 정밀 공정은 작업 설비 내에 오염 입자가 발생하게 되면, 치명적인 제품 불량으로 이어질 수 있으므로, 고도의 청결 상태가 유지될 수 있도록 클린룸과 같은 청정 설비 내에서 공정이 진행되고 있으며 이러한 설비에서는 오염 입자에 대한 실시간 감시 또한 매우 엄격하게 이루어지고 있다.
따라서, 이러한 설비에서는 설비 내의 오염 입자 측정을 위한 별도의 입자 측정 장치가 사용되고 있으며, 이러한 입자 측정 장치를 통해 실시간으로 설비 내의 특정 챔버에 대한 입자 분포 상태가 측정되고 있다.
이러한 입자 측정 장치는 임의의 측정 챔버 내의 입자의 분포 상태, 즉 입자의 크기 및 개수 등을 측정하는 것으로, 클린룸 설비 이외에도 대기 오염 입자의 분포 상태를 측정하거나 실험실 등에서 특정 입자의 분포 상태를 측정하기 위해 사용되는 등 매우 다양한 분야에 널리 사용되고 있다.
입자 측정 장치의 종류는 측정 가능한 입자의 크기 또는 측정 방식 등에 따라 다양하게 분류되는데, 통상 나노 수준의 입자를 측정하기 위한 입자 측정 장치로는 빛을 이용한 방식으로 광 산란 방식과 광 흡수 방식으로 크게 대별된다.
광 산란 방식은 측정 챔버 내에 광을 입사한 후 측정 챔버 내부 공간에서 유동하는 입자와의 충돌에 의해 발생되는 산란광을 검출하여 입자의 크기 및 개수를 파악하는 방식이고, 광 흡수 방식은 측정 챔버 내에 광을 입사한 후 측정 챔버 내부 공간에서 유동하는 입자에 의해 흡수되는 광량을 검출하여 입자의 크기 및 개수를 파악하는 방식이며, 이 두가지 방식의 입자 측정 장치는 사용자의 필요에 따라 선택적으로 널리 사용되고 있다.
이 중 광 산란 방식의 입자 측정 장치의 원리를 좀 더 자세히 살펴보면, 측정 챔버 내에 하나의 초점을 형성하도록 입사광을 발생시키고, 이러한 입사광과 입사광의 초점 영역을 통과하는 입자와의 충돌에 의해 발생하는 산란광을 검출하여 입자의 크기 및 개수를 측정하게 된다. 일반적으로 입자의 크기가 0.05μm 내지 4μm 인 경우, 입자의 크기는 입자 크기와 빛의 세기와의 관계를 규명하는 Mie 이론을 적용하여 이론적으로 산출할 수 있는데, 일반적인 광 산란 방식 입자 측정 장치는 이와 같이 이론적으로 산출되는 산란광의 인텐서티와 실제 측정된 산란광의 인텐서티 값을 비교하여 입자의 크기 및 개수를 측정하도록 구성된다.
그러나 이러한 입자 측정 장치는 그 구조상 일정한 방향의 공기 흐름이 발생하는 곳에 주로 적용되고 있으며, 공기 흐름이 정체된 특정 공간에서 입자의 분포 상태를 파악하는 것이 용이하지 않고, 특히 이러한 특정 공간에서 입자의 분포 상태를 영역별로 분리해서 측정하는 것은 더욱 용이하지 않다는 문제가 있었다. 따라서, 클린룸 설비의 내부에 각종 기계 장치 등에 의해 특정 영역에서 먼지 입자가 많이 발생될 수 있는데, 종래 기술에 의한 일반적인 입자 측정 장치는 입자의 분포 상태를 영역별로 분리 측정하기가 어렵기 때문에, 이러한 클린룸 설비 내에서 오염 입자 발생의 집중 영역을 찾아내는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 이러한 입자 측정 장치를 이용하는 경우 입자의 분포 상태만을 측정할 수 있을 뿐 입자를 포집하여 성분 분석을 할 수 없으므로, 그 분석 활용 범위가 제한된다는 문제가 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 임팩터 모듈에 의해 외부 공간의 입자를 강제 흡입하여 일정 흐름을 유도하고 흡입되어 유동하는 입자와 충돌하여 발생하는 산란광을 이용하여 입자의 분포 상태를 실시간으로 측정할 수 있고, 아울러 내부로 흡입된 입자를 포집 블록을 통해 포집하여 입자에 대한 성분 분석을 가능하게 하는 입자 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내부로 흡입된 입자를 포집하는 포집 블록을 내부 공간에 배치함으로써 포집 효율을 향상시키고 이에 따라 포집된 입자에 대한 성분 분석을 더욱 정확하게 수행할 수 있는 입자 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내부로 흡입된 입자를 포집하는 포집 블록을 박판 형태가 아닌 블록의 형태로 구성함으로써, 포집 블록을 임팩터 모듈로부터 용이하게 분리할 수 있고, 분리 과정에서 포집 블록에 대한 손상 및 포집 입자에 대한 손실이 방지되어 더욱 정확한 입자 성분 분석 결과를 제공할 수 있고 아울러 포집 블록의 반복 사용이 가능하여 측정 비용을 절감할 수 있는 입자 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공기의 흐름이 없는 공간에서도 입자를 강제 흡입하여 입자의 분포 상태를 측정할 수 있기 때문에, 다양한 공간에서 실시간으로 해당 공간의 오염 입자 분포 상태를 파악할 수 있고, 특히, 클린룸 설비와 같은 경우 클린룸 설비 내부 공간의 다양한 지점에서 입자 분포 상태를 측정할 수 있기 때문에, 클린룸 설비 내부 공간에서 특정 오염 발생원을 찾아내는데 유용하게 활용될 수 있는 입자 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 임팩터 모듈을 통해 외부 공간의 입자를 흡입함과 동시에 입자의 흐름을 일정한 방향으로 유도하도록 구성하여 입자가 입사광의 초점 영역을 집중적으로 통과하도록 함으로써, 측정 공간의 입자 분포 상태에 대한 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있는 입자 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 임팩터 모듈을 통해 흡입되는 입자를 측정 조건에 따라 선별할 수 있어 사용자의 필요에 따라 다양한 종류의 입자만을 선별하여 입자의 분포 상태를 분리 측정할 수 있는 입자 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 산란광을 이용하여 입자의 분포 상태를 측정하는 입자 측정 장치에 있어서, 내부 공간에 옵틱 챔버가 형성되고, 상기 옵틱 챔버에 연통되도록 입자 유동 유로가 관통 형성되는 케이스; 상기 케이스에 장착되어 외부 공간에 부유하는 입자가 상기 입자 유동 유로를 통과하여 상기 옵틱 챔버로 유입되도록 입자를 흡입하는 임팩터 모듈; 상기 옵틱 챔버 내에 초점이 형성되도록 입사광을 발생시키는 광 발생부; 및 상기 입사광과 상기 입사광의 초점 영역을 통과하는 입자와의 충돌에 의해 발생되는 산란광을 수광 검출하는 광 검출부를 포함하고, 상기 임팩터 모듈은 상기 옵틱 챔버로 유입된 입자를 포집할 수 있도록 상기 옵틱 챔버 내부에 배치되는 포집 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치를 제공한다.
이때, 상기 임팩터 모듈은 상기 입자 유동 유로의 일단에 연통되게 장착되어 일정 크기 이상의 입자만 상기 입자 유동 유로를 통과할 수 있도록 외부 공간에 부유하는 입자를 흡입 선별하는 상부 모듈; 상기 옵틱 챔버와 연통되게 장착되어 상기 상부 모듈에 의해 선별된 입자가 상기 입자 유동 유로를 통해 상기 옵틱 챔버로 유입되도록 입자를 흡입하는 하부 모듈; 및 상기 상부 모듈 및 하부 모듈을 통해 입자가 흡입되도록 상기 상부 모듈 및 하부 모듈에 각각 결합되는 흡입 펌프를 포함하고, 상기 포집 블록은 상기 하부 모듈의 상단에 결합될 수 있다.
또한, 상기 상부 모듈은 중공의 원통형으로 상기 케이스에 밀봉 결합되며 일측에는 상기 흡입 펌프와 연결되도록 상부 흡입 포트가 형성되는 상부 메인 파이프; 상기 상부 메인 파이프의 상단에 밀봉 결합되며 외부로부터 입자가 유입될 수 있도록 흡입 유로가 형성되는 인렛 블록; 및 상기 인렛 블록의 하부에 위치하도록 상기 상부 메인 파이프의 내부에 배치되며 상기 흡입 유로를 통해 유입된 입자가 관성력에 따라 선택적으로 통과할 수 있도록 노즐 유로 및 상부 유동홀이 각각 형성되는 노즐 블록을 포함하고, 상기 노즐 블록은 상기 노즐 유로가 상기 입자 유동 유로의 일단에 연통되도록 상기 케이스에 밀봉 결합될 수 있다.
또한, 상기 하부 모듈은 상기 케이스에 밀봉 결합되며 내부 공간이 상기 옵틱 챔버와 연통되도록 하부 유동홀이 형성되는 하부 연결 홀더; 및 내부 공간이 상기 하부 연결 홀더의 내부 공간과 연통되도록 상기 하부 연결 홀더에 밀봉 결합되며 일측에는 상기 흡입 펌프와 연결되도록 하부 흡입 포트가 형성되는 하부 메인 블록을 포함하고, 상기 포집 블록은 상기 하부 연결 홀더의 상단에 결합될 수 있다.
또한, 상기 포집 블록은 상단면이 상기 입자 유동 유로의 길이 방향 중심축과 수직하게 교차하는 평면을 이루도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 포집 블록은 단일 금속 재질로 형성될 수 있다.
*또한, 상기 포집 블록은 상기 하부 모듈에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 하부 모듈의 상단에는 상향 돌출되는 결합 돌기가 형성되고, 상기 포집 블록의 하부면에는 상기 결합 돌기가 삽입될 수 있는 결합홈이 형성되어, 상기 결합 돌기 및 결합홈에 의해 상기 포집 블록이 상기 하부 모듈에 끼워맞춤 결합될 수 있다.
본 발명에 의하면, 임팩터 모듈에 의해 외부 공간의 입자를 강제 흡입하여 일정 흐름을 유도하고 흡입되어 유동하는 입자와 충돌하여 발생하는 산란광을 이용하여 입자의 분포 상태를 실시간으로 측정할 수 있고, 아울러 내부로 흡입된 입자를 포집 블록을 통해 포집하여 입자에 대한 성분 분석을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 내부로 흡입된 입자를 포집하는 포집 블록을 내부 공간에 배치함으로써 포집 효율을 향상시키고 이에 따라 포집된 입자에 대한 성분 분석을 더욱 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 내부로 흡입된 입자를 포집하는 포집 블록을 박판 형태가 아닌 블록의 형태로 구성함으로써, 포집 블록을 임팩터 모듈로부터 용이하게 분리할 수 있고, 분리 과정에서 포집 블록에 대한 손상 및 포집 입자에 대한 손실이 방지되어 더욱 정확한 입자 성분 분석 결과를 제공할 수 있고 아울러 포집 블록의 반복 사용이 가능하여 측정 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 공기의 흐름이 없는 공간에서도 입자를 강제 흡입하여 입자의 분포 상태를 측정할 수 있기 때문에, 다양한 공간에서 실시간으로 해당 공간의 오염 입자 분포 상태를 파악할 수 있고, 특히, 클린룸 설비와 같은 경우 클린룸 설비 내부 공간의 다양한 지점에서 입자 분포 상태를 측정할 수 있기 때문에, 클린룸 설비 내부 공간에서 특정 오염 발생원을 찾아내는데 유용하게 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 임팩터 모듈을 통해 외부 공간의 입자를 흡입함과 동시에 입자의 흐름을 일정한 방향으로 유도하도록 구성하여 입자가 입사광의 초점 영역을 집중적으로 통과하도록 함으로써, 측정 공간의 입자 분포 상태에 대한 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 임팩터 모듈을 통해 흡입되는 입자를 측정 조건에 따라 선별할 수 있어 사용자의 필요에 따라 다양한 종류의 입자만을 선별하여 입자의 분포 상태를 분리 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치의 형상을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 입자 측정 장치의 형상을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치의 구조를 개략적으로 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치의 산란광 진행 과정을 개념적으로 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치의 임팩터 모듈에 의한 입자 흐름 과정을 개념적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치는 특정 공간에 부유하는 입자를 흡입하여 흡입된 입자와 입사광(I)과의 충돌에 의해 발생하는 산란광(S)을 검출하는 방식으로 특정 공간 내의 영역별로 존재하는 입자의 분포 상태, 즉 입자의 크기 및 개수를 측정하는 장치로서, 케이스(100)와, 케이스(100) 내부로 유입되도록 입자를 흡입하는 임팩터 모듈(200)과, 케이스(100)의 내부 공간에 연통되게 장착되는 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)를 포함하여 구성된다.
이때, 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 일직선상에 배치되는 형태로 케이스(100)의 양단부에 장착될 수 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 서로 직각 배치되는 형태로 케이스(100)에 장착될 수도 있으며, 서로 특정 각도를 이루도록 배치될 수도 있다. 이러한 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)는 입자와의 충돌에 의해 발생하는 산란광(S)이 사방으로 발생하기 때문에 상호 다양한 배치 상태가 가능한데, 이하에서는 설명의 편의를 위해 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)가 서로 일직선 상에 배치되는 도 1에 도시된 구조를 중심으로 설명한다.
케이스(100)는 내부 공간에 옵틱 챕버(C)가 형성되며, 이러한 옵틱 챕버(C)의 양측단에 광 발생부(300)와 광 검출부(400)가 각각 연통되게 장착된다. 또한, 케이스(100)에는 옵틱 챕버(C)에 연통되도록 입자 유동 유로(101)가 관통 형성되며, 이때, 입자 유동 유로(101)는 옵틱 챔버(C)의 중심 또는 중심축을 향하는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
임팩터 모듈(200)은 케이스(100)에 장착되어 외부 공간에 부유하는 입자를 흡입하는데, 이때 흡입되는 입자는 케이스(100)의 입자 유동 유로(101)를 통과하도록 구성된다. 이러한 임팩터 모듈(200)은 공기 중에 부유하는 입자를 흡입 포집하기 위한 장치로 일반적으로 내부에 입자를 흡입할 수 있는 유로가 형성되고 이러한 유로의 일단에 흡입 펌프가 장착되며 별도의 포집판이 구비되어 입자를 포집하는 방식으로 구성되는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 모듈(200)은 외부 공간에 부유하는 입자를 흡입하여 케이스(100)의 입자 유동 유로(101)로 통해 옵틱 챔버(C) 내부로 유입시키고, 옵틱 챔버(C) 내부로 유입된 입자를 옵틱 챔버(C) 내부에서 포집할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 본 발명에 따른 임팩터 모듈(200)은 옵틱 챔버(C) 내부에 배치되는 포집 블록(240)을 포함하여 구성되는데, 이러한 임팩터 모듈의 구성에 대한 상세한 설명은 후술한다.
광 발생부(300)는 옵틱 챔버(C)의 내부 공간에 초점(F)이 형성되도록 입사광(I)을 발생시키는 장치로, 옵틱 챔버(C)에 연통되게 장착되는데, 입사광(I)으로 레이저 광이 적용될 수 있도록 레이저 다이오드(320)와, 레이저 다이오드(320)로부터 발생된 레이저 광을 포커싱하는 포커싱 렌즈(330)를 포함하여 구성될 수 있다. 레이저 다이오드(320)로부터 발생된 레이저 광은 일정 크기의 방출 각도를 가지며, 이러한 레이저 광은 포커싱 렌즈(330)를 통해 포커싱되며 옵틱 챕버(C) 내부 공간의 특정 지점에 초점(F)을 형성한다. 이때, 포커싱 렌즈(330)는 다수개 장착될 수 있으며, 옵틱 챔버(C)의 형상 및 포커싱 거리 등 측정 조건에 따라 포커싱 렌즈(330)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 입사광(I)의 초점(F) 위치는 옵틱 챕버(C) 내부 공간에 형성되도록 구성되는데, 이때 옵틱 챕버(C)를 관통하는 입자 유동 유로(101)의 연장된 경로 상에 형성되도록 구성된다.
한편, 광 발생부(300)는 이러한 레이저 다이오드(320)와 포커싱 렌즈(330)를 수용 장착할 수 있도록 옵틱 챕버(C)에 연통되게 케이스(100)에 장착되는 광 발생부 경통(310)을 더 포함할 수 있으며, 이러한 광 발생부 경통(310) 내부 공간이 옵틱 챕버(C)와 분리 구획될 수 있도록 별도의 진공 윈도우(340)가 더 구비될 수 있다. 즉, 광 발생부(300)는 옵틱 챕버(C)와 연통되는 광 발생부 경통(310)의 내부 공간에 레이저 다이오드(320)와 포커싱 렌즈(330)가 배치되고, 이러한 광 발생부 경통(310)의 내부 공간이 진공 윈도우(340)에 의해 분리 구획됨으로써, 옵틱 챕버(C) 내부 유동 입자에 의한 광 발생부(300) 내부 공간의 오염이 방지되어 더욱 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
광 검출부(400)는 광 발생부(300)에 의해 발생된 입사광(I)과 입사광(I)의 초점(F) 영역을 통과하는 입자와의 충돌에 의해 발생되는 산란광(S)을 수광하여 검출한다. 산란광(S)은 입자로부터 모든 방향으로 발생되기 때문에, 광 검출부(400)는 이러한 산란광(S)의 일부를 집광하여 검출할 수 있도록 산란광(S)을 집광하는 집광 렌즈(430)와, 집광 렌즈(430)에 의해 집광된 산란광(S)을 검출하는 검출 센서(420)를 포함하여 구성된다. 따라서, 입사광(I)이 입자와 충돌하여 산란광(S)이 발생하면, 산란광(S) 중 일부는 집광 렌즈(430)에 의해 집광되어 검출 센서(420)로 전송되며, 검출 센서(420)에 의해 산란광(S)의 인텐서티가 측정된다. 이와 같이 측정된 산란광(S)의 인텐서티는 별도의 연산부(미도시)를 통해 Mie 이론 등을 적용한 이론적인 값과 비교하여 입자의 크기를 연산 측정한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 모듈(200)에 의해 입자가 입자 유동 유로(101)의 경로를 따라 옵틱 챔버(C) 내부에서 일정한 방향으로 유동하는 경우, 입자가 입사광(I)의 초점(F) 영역을 통과할 때마다 산란광(S)이 발생하게 되므로, 연산부는 이러한 산란광(S) 발생 횟수를 통해 입자의 개수를 연산 측정한다.
한편, 광 검출부(400) 또한 광 발생부(300)와 마찬가지 방식으로 집광 렌즈(430)와 검출 센서(420)를 내부에 수용 장착하는 광 검출부 경통(410)을 더 포함하며, 이러한 광 검출부 경통(410) 내부 공간이 옵틱 챕버(C)와 분리 구획될 수 있도록 별도의 진공 윈도우(450)가 더 구비될 수 있다. 이러한 구조를 통해 광 검출부 경통(410)의 내부 공간은 옵틱 챕버(C)의 내부 유동 입자에 의한 오염이 방지되어 더욱 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치는 임팩터 모듈(200)에 의해 외부 공간의 입자를 흡입하고, 흡입되어 유동하는 입자에 대해 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)를 통해 입자의 분포 상태를 측정할 수 있는 구조이다. 즉, 공기의 흐름이 없는 공간에서도 입자를 강제 흡입하여 입자의 분포 상태를 측정할 수 있기 때문에, 다양한 공간에서 실시간으로 해당 공간의 오염 입자 분포 상태를 파악할 수 있고, 특히, 클린룸 설비와 같은 경우 클린룸 설비 내부 공간의 다양한 지점에서 입자 분포 상태를 측정할 수 있기 때문에, 클린룸 설비 내부 공간에서 특정 오염 발생원을 찾아내는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
다시 말하면, 일반적인 입자 측정 장치는 클린룸 설비의 전체 공간에 대한 평균적인 입자 분포 상태만을 파악할 수밖에 없는데 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치는 클린룸 설비 내부 공간의 다양한 영역에서 각각 실시간으로 입자의 분포 상태를 파악할 수 있는 구조이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치는 임팩터 모듈(200)에 의해 옵틱 챔버(C) 내부로 유입되어 일정한 방향으로 유동하는 입자를 임팩터 모듈(200)의 포집 블록(240)을 통해 옵틱 챔버(C) 내부에서 포집할 수 있도록 구성되기 때문에, 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)를 통해 특정 공간에서의 입자의 분포 상태를 측정하는 기능 이외에도 포집 블록(240)에 의해 포집된 입자를 이용하여 특정 공간에서 발생하는 입자에 대한 성분 분석 등 입자에 대한 정성적 분석이 가능한 구조이다. 특히, 포집 블록(240)이 옵틱 챔버(C) 내부에 위치하기 때문에, 입자에 대한 포집 효율이 매우 높아 이러한 정성적 분석이 더욱 정확하게 수행될 수 있다.
다음으로, 외부 공간에 부유하는 입자를 흡입할 수 있는 임팩터 모듈(200)의 구조에 대해 좀 더 자세히 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 모듈(200)은 케이스(100)의 양측에 각각 장착되는 상부 모듈(U) 및 하부 모듈(L)과, 흡입 펌프(미도시)와, 전술한 포집 블록(240)을 포함하여 구성될 수 있는데, 상부 모듈(U)은 입자 유동 유로(101)의 일단에 연통되게 장착되어 일정 크기 이상의 입자만 입자 유동 유로(101)를 통과하도록 외부 공간에 부유하는 입자를 흡입 선별할 수 있도록 구성되고, 하부 모듈(L)은 옵틱 챔버(C)와 연통되게 장착되어 상부 모듈(U)에 의해 선별된 입자가 입자 유동 유로(101)를 통해 옵틱 챔버(C)로 유입되도록 입자를 흡입하는 방식으로 구성된다. 흡입 펌프는 이러한 상부 모듈(U) 및 하부 모듈(L)에 각각 결합되어 상부 모듈(U) 및 하부 모듈(L)을 통해 각각 입자가 흡입될 수 있도록 구성되며, 팬의 회전에 의해 부압을 형성하여 입자를 흡입하는 방식 등 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 이때, 전술한 포집 블록(240)은 하부 모듈(L)의 상단에 결합되어 하부 모듈(L)이 옵틱 챔버(C)에 연통 결합되는 과정에서 옵틱 챔버(C)의 내부에 배치되도록 구성될 수 있다.
상부 모듈(U)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부 메인 파이프(220), 인렛 블록(210) 및 노즐 블록(230)을 포함하여 구성될 수 있다. 상부 메인 파이프(220)는 중공의 원통형으로 케이스(100)에 밀봉 결합되며 일측에는 흡입 펌프와 연결되도록 상부 흡입 포트(221)가 형성된다. 인렛 블록(210)은 상부 메인 파이프(220)의 상단에 밀봉 결합되며, 외부로부터 입자가 유입될 수 있도록 흡입 유로(211)가 관통 형성된다. 이때, 흡입 유로(211)는 도 4에 도시된 바와 같이 입자 흡입이 용이하도록 상부가 넓고 하부가 좁은 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 노즐 블록(230)은 인렛 블록(210)의 하부에 위치하도록 상부 메인 파이프(220)의 내부에 배치되며, 케이스(100)의 입자 유동 유로(101)의 일단에 밀봉 결합된다. 이때, 각 구성요소의 밀봉 결합 부위에는 밀봉 결합이 가능하도록 별도의 실링 부재(R)가 개재되거나 또는 각 구성요소에 실링 부재(R)가 일체형으로 형성되는 방식으로 구성될 수 있다.
한편, 노즐 블록(230)에는 중앙부에 상하 관통 방향으로 노즐 유로(231)가 형성되며, 노즐 유로(231)의 외측에는 상부 유동홀(232)이 관통 형성된다. 상부 유동홀(232)은 흡입 포트(221)와 연통되도록 형성되며, 노즐 유로(231)는 케이스(100)의 입자 유동 유로(101)에 연통되도록 밀봉 결합된다. 이러한 구조에 따라 인렛 블록(210)의 흡입 유로(211)를 통과한 입자는 유동 관성력에 따라 노즐 유로(231) 또는 상부 유동홀(232)을 선택적으로 통과하게 된다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 흡입 펌프가 가동하여 상부 메인 파이프(220)의 흡입 포트(221)를 통해 흡입 압력이 발생하면, 이러한 흡입압력은 노즐 블록(230)의 상부 유동홀(232)을 통해 인렛 블록(210)의 흡입 유로(211)까지 전달되어 외부 공기 및 입자가 흡입 유로(211)를 통해 내부로 유입된다. 유입된 입자는 그 크기 및 중량이 달라 각각 서로 다른 관성력을 갖게 되는데, 이러한 관성력의 차이에 따라 상대적으로 관성력이 큰 입자는 관성력이 유지되어 노즐 블록(230)의 중앙부에 형성된 노즐 유로(231)로 유입되고 상대적으로 관성력이 작은 입자는 노즐 유로(231)의 외측에 형성된 상부 유동홀(232)을 통과하며 흡입 포트(221) 측으로 흡입된다.
이러한 구조에 따라 외부 공간에 부유하는 입자는 상부 모듈(U)에 의해 흡입됨과 동시에 일정 크기 또는 중량 등을 기준으로 선별되어 노즐 블록(230)의 노즐 유로(231)로 유입되며, 이후 노즐 유로(231)로 유입된 입자는 하부 모듈(L)에 의해 케이스(100)의 입자 유동 유로(101)로 유입된다.
하부 모듈(L)은 하부 연결 홀더(250)와 하부 메인 블록(260)을 포함하여 구성될 수 있는데, 하부 연결 홀더(250)는 케이스(100)에 밀봉 결합되며 내부 공간이 옵틱 챔버(C)와 연통되도록 하부 유동홀(252)이 형성되며, 하부 메인 블록(260)은 내부 공간이 하부 연결 홀더(250)의 내부 공간과 연통되도록 하부 연결 홀더(250)에 밀봉 결합되며 일측에는 흡입 펌프와 연결되도록 하부 흡입 포트(261)가 형성된다.
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하부 연결 홀더(250)는 상층으로 갈수록 외경이 작아지도록 단턱지게 형성되는 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 외측면에 형성된 단턱부(251)가 케이스(100)에 맞물림되는 방식으로 케이스(100)에 삽입되어 밀봉 결합된다. 이때, 하부 연결 홀더(250)는 상단면이 케이스(100)의 옵틱 챔버(C) 내부에 노출될 수 있도록 케이스(100)에 삽입되며, 하부 유동홀(252)은 옵틱 챔버(C)에 노출되는 상단면으로부터 하부 연결 홀더(250)의 내부 공간까지 관통되게 형성된다. 따라서, 하부 연결 홀더(250)의 내부 공간과 옵틱 챔버(C)는 하부 유동홀(252)을 통해 상호 연통된다. 또한, 하부 연결 홀더(250)와 케이스(100)는 공기 흐름이 하부 유동홀(252)을 통해서만 발생할 수 있도록 상호 결합 부위가 밀봉되게 결합되는데, 이를 위해 하부 연결 홀더(250)와 케이스(100)의 결합 부위에는 다수개의 실링 부재(R)가 삽입 개재되는 것이 바람직하다. 하부 메인 블록(260)은 이러한 하부 연결 홀더(250)의 하부에 밀봉 결합되며, 내부 공간이 하부 연결 홀더(250)의 내부 공간과 연통되게 결합된다. 또한, 하부 메인 블록(260)의 일측에는 하부 메인 블록(260)의 내부 공간과 연통되는 하부 흡입 포트(261)가 형성되고, 하부 흡입 포트(261)는 입자 흡입을 위한 흡입 펌프와 연결된다.
따라서, 흡입 펌프가 가동하여 하부 흡입 포트(261)를 통해 흡입 압력이 발생하면, 이러한 흡입 압력은 하부 메인 블록(260) 및 하부 연결 홀더(250)의 내부 공간을 통해 케이스(100)의 옵틱 챔버(C)에 전달됨과 동시에 옵틱 챔버(C)와 연통되는 입자 유동 유로(101)에 전달된다. 이에 따라 상부 모듈(U)에 의해 유입된 입자는 입자 유동 유로(101)를 통과하여 옵틱 챔버(C) 내부로 유입된다.
즉, 상부 모듈(U)의 노즐 블록(230)에 형성된 노즐 유로(231)는 케이스(100)의 입자 유동 유로(101)와 연통되게 밀봉 결합되기 때문에, 하부 흡입 포트(261)를 통해 형성된 흡입 압력은 케이스(100)의 옵틱 챔버(C) 및 입자 유동 유로(101)를 통해 노즐 블록(230)의 노즐 유로(231) 및 인렛 블록(210)의 흡입 유로(211)에까지 미치게 되고, 이에 따라 관성력이 큰 입자들은 노즐 유로(231) 및 입자 유동 유로(101)를 통과하며 옵틱 챔버(C) 내부로 유입되다. 이때, 옵틱 챔버(C) 내부로 유입된 입자는 도 6에 도시된 바와 같이 하부 모듈(L)의 하부 유동홀(252)을 통해 계속적으로 전달되는 흡입 압력에 의한 공기 흐름을 따라 옵틱 챔버(C) 내에서 일정한 방향으로 유동하게 되며, 이와 같이 유동하는 입자에 대해 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)를 통해 입자의 분포 상태를 파악하게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치는 상부 모듈(U) 및 하부 모듈(L)을 포함하는 이러한 임팩터 모듈(200)을 통해 외부 공간에 부유하는 입자를 흡입하여 일정한 방향을 흐름을 유도하고, 이와 같이 유동하는 입자와의 충돌에 의해 발생하는 산란광(S)을 검출하여 입자의 분포 상태를 측정하게 된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 광 발생부(300)에서는 초점(F)이 입자 유동 유로(101)의 연장된 경로 상에 위치하도록 옵틱 챕버(C) 내에 입사광(I)을 발생시키고, 임팩터 모듈(200)에 의해 이러한 초점(F) 영역을 연속적으로 통과하는 입자와 입사광(I)의 충돌에 의해 발생하는 산란광(S)을 수광 검출하여 입자의 분포 상태를 파악한다. 이때, 광 발생부(300)와 광 검출부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이 케이스(100)의 옵틱 챕버(C)의 양단부에 위치하도록 일렬 배치될 수 있으나, 전술한 바와 같이 직각 방향이나 특정 각도를 이루도록 배치될 수도 있으며, 이는 입자와의 충돌에 의해 발생되는 산란광(S)이 사방으로 발생하기 때문에 가능한 구조이다.
만약, 광 발생부(300)와 광 검출부(400)가 도 5에 도시된 바와 같이 상호 대향하는 방향으로 일렬 배치되는 경우에는, 광 검출부(400)에 광 발생부(300)의 입사광(I)이 직접 수광되지 않도록 입사광(I)을 차단하는 별도의 빔스토퍼(440)가 광 검출부 경통(410) 내부에 장착되는 것이 바람직하다. 즉, 광 발생부(300)로부터 발생된 입사광(I)이 입자와 충돌하지 않는 경우, 입사광(I)은 초점(F)을 통과하여 계속 전진 진행하게 되는데, 이러한 입사광(I)이 검출 센서(420)에 수광되면 이는 검출 센서(420)에서 노이즈로 작용하게 되므로, 이러한 입사광(I)이 검출 센서(420)에 수광되지 않도록 별도의 빔스토퍼(440)가 장착되는 것이 바람직하다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 입자와의 충돌에 의해 발생된 산란광(S) 중 빔스토퍼(440) 영역을 벗어난 산란광(S) 만이 검출 센서(420)에 수광되며, 이러한 전방 산란 검출 방식은 다른 방식에 비해 더욱 정확한 측정 결과를 제공할 수 있을 것이다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 임팩터 모듈(200)에 의해 옵틱 챕버(C) 내부에서 입자의 흐름이 작은 직경의 유동 경로를 따라 일정한 방향으로 형성되기 때문에, 대부분의 유동 입자가 입사광(I)의 초점(F)을 통과하도록 구성되어 입자의 분포 상태를 측정하는데 있어 더욱 정확한 측정 결과를 제공할 수 있다.
한편, 포집 블록(240)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상단면이 평면을 이루는 원형 기둥의 형태로 형성될 수 있는데, 이외에도 사각형 기둥, 오각형 기둥과 같은 다각형 기둥의 형태로 형성될 수도 있다. 이때, 포집 블록(240)은 상단면이 입자 유동 유로(101)의 길이 방향 중심축과 수직하게 교차하는 평면을 이루도록 배치되는 것이 바람직하며, 이에 따라 포집 블록(240)의 상단면이 입자의 유동 방향에 대해 수직한 면을 이루어 유동하는 입자에 대한 포집 효율이 더욱 향상된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 입자 유동 유로(101)의 연장된 경로 상에 입사광(I)의 초점 영역이 위치하고, 아울러 동일한 경로 상의 하부에 포집 블록(240)의 상단면 중심이 배치되는 형태로 상호 일렬 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 포집 블록(240)은 옵틱 챔버(C)에 유입되는 입자를 포집하기 위한 것으로, 포집 블록(240)에 입자가 포집되는 원리는 임팩터 모듈(200)에 의해 관성력을 가지며 일정한 흐름 방향으로 이동하는 입자가 포집 블록(240)의 상단면에 부딪히며 가압되는 방식으로 진행된다. 따라서, 포집 블록(240)의 상단면이 전술한 바와 같이 입자의 흐름 방향에 대해 수직면을 이루도록 배치되는 것이 바람직하며, 이와 같이 입자가 포집된 포집 블록(240)은 입자에 대한 성분 분석 등 다양한 분석을 위해 임팩터 모듈(200)로부터 분리 제거되어 별도의 시험 장치에 의해 분석된다. 이러한 분석은 광 발생부(300) 및 광 검출부(400)에 의한 입자 분포 상태 분석 결과와 비교하여 특정 공간에서의 입자의 특성에 대해 다양한 결과를 제공하는데, 이러한 분석 과정 중 특히 입자의 성분 분석과 관련하여 포집 블록(240)의 재질에 따라 입자의 성분 분석 결과가 영향을 받을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 포집 블록(240)은 포집된 입자에 대한 분석 과정에서 포집 블록(240) 자체 변수를 최소화할 수 있도록 단일 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 금, 은 등의 재질로 일체로 형성될 수 있다.
한편, 포집 블록(240)은 하부 모듈(L), 보다 구체적으로는 하부 연결 홀더(250)의 상단에 결합되어 옵틱 챔버(C)의 내부에 배치되도록 구성될 수 있는데, 하부 연결 홀더(250)에 결합되는 방식은 끼워맞춤 방식이나 또는 볼트 결합 방식 등 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 이 경우 포집 블록(240)이 하부 연결 홀더(250)에 탈착 가능하게 결합되도록 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하부 모듈(L)의 상단, 구체적으로는 하부 연결 홀더(250)의 상단에는 상향 돌출되는 결합 돌기(253)가 형성되고, 포집 블록(240)의 하부면에는 이러한 결합 돌기(253)가 삽입될 수 있는 결합홈(241)이 형성되어, 결합 돌기(253) 및 결합홈(241)에 의해 포집 블록(240)이 하부 연결 홀더(250)에 끼워맞춤 결합되는 방식으로 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 하부 유동홀(252)은 결합 돌기(253)에 결합된 포집 블록(240)의 외측 주변에 대칭되게 배치되도록 다수개 형성될 수 있으며, 이를 통해 옵틱 챔버(C)로부터 하부 모듈(L)로의 공기 흐름이 원활하게 진행될 수 있다.
이와 같이 포집 블록(240)이 하부 모듈에 탈착 가능하게 결합되면, 포집 블록(240)의 상면에 포집된 입자의 성분 분석을 위해 포집 블록(240)을 임팩터 모듈(200)로부터 분리 제거해야 하는 경우, 포집 블록(240)의 분리가 용이하여 포집 블록(240)에 포집된 입자를 안정된 상태로 성분 분석할 수 있다.
좀 더 자세히 살펴보면, 일반적인 임팩터 모듈의 경우 별도의 포집판이 얇은 박판의 형태로 구성되어 임팩터 모듈의 포집 플레이트에 부착되는 방식으로 장착된다. 따라서, 포집판에 포집된 입자의 성분 분석을 위해 임팩터 모듈로부터 포집판을 분리할 때, 핀셋 등을 이용하여 매우 조심스럽게 포집판을 포집 플레이트로부터 떼어내는 방식으로 작업하였으며, 이 과정에서 포집판이 손상되거나 포집된 입자가 일부 손실되어 입자에 대한 정확한 성분 분석이 어려워 정확한 분석 결과를 얻을 수 없었다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 포집 블록(240)은 원형 기둥, 사각형 기둥과 같이 다각형 기둥의 형태로 형성되어 임팩터 모듈(200)의 하부 모듈(L)에 탈착 가능하게 결합되기 때문에, 포집 블록(240)의 분리가 용이하여 포집된 입자에 대한 손실이나 포집 블록(240)에 대한 손상이 발생하지 않고, 이에 따라 입자에 대한 성분 분석을 더욱 정확하게 수행할 수 있다. 또한, 일반적인 임팩터 모듈의 포집판의 경우 전술한 바와 같이 1회 사용후 손상되기 때문에 매번 새로운 포집판을 교체해야 하므로 그 작업이 번거로울 뿐만 아니라 비용 또한 증가하게 되는데, 본 발명에 따른 포집 블록(240)은 입자에 대한 분석 후에도 반복적으로 사용할 수 있고, 그 탈착이 용이하여 분석 작업 과정이 단순하게 진행되고 비용 또한 절감할 수 있다.
한편, 포집 블록(240)은 전술한 바와 같이 포집된 입자들을 성분 분석함으로써 광 검출부(400)에 의해 측정된 입자의 분포 상태에 대한 검증 기능으로서 활용될 수 있으며, 아울러 이와는 별개로 옵틱 챔버(C) 내부로 유입된 입자를 다시 한번 선별하는 기능으로 활용될 수 있다.
즉, 입자 유동 유로(101)를 통과하여 옵틱 챔버(C) 내부로 유입된 입자는 관성력의 차이에 따라 상대적으로 관성력이 큰 입자는 관성력이 유지되어 포집 블록(240) 측으로 유동하여 포집 블록(240)의 상단면에 포집되고, 상대적으로 관성력이 작은 입자는 외측의 하부 유동홀(252) 측으로 유동하여 하부 흡입 포트(261)로 유입 배출되며, 이러한 구조를 통해 상대적으로 관성력이 큰 입자만을 포집 블록(240)에 포집할 수 있다. 이와 같이 포집된 입자들은 이후 별도의 성분 분석을 통해 중량, 크기, 성분 등을 파악할 수 있으며, 이와 같이 파악된 입자에 대한 측정값은 광 검출부(400)에 의해 측정된 입자의 분포 상태에 대한 검증 작업으로서 기능할 수 있다. 아울러, 이러한 입자 흐름 구조를 통해 2차적으로 입자가 선별되는 기능이 수행된다. 즉, 전술한 바와 같이 상부 모듈(U)의 노즐 블록(230)을 통해 1차적으로 입자가 선별되며, 입자 유동 유로(101)를 통과하여 옵틱 챔버(C) 내부에 유입된 입자는 다시 포집 블록(240)을 통해 입자가 선별된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 측정 장치는 이러한 노즐 블록(230) 및 포집 블록(240)을 통해 사용자의 필요에 따라 특정 입자에 대한 분포 상태만을 분리하여 측정할 수 있고, 또한 노즐 블록(230) 및 포집 블록(240)의 형상 변경과 흡입 압력의 조절을 통해 선별하는 입자의 크기를 다양하게 조절할 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 산란광을 이용하여 입자의 분포 상태를 측정하는 입자 측정 장치에 있어서,
    내부 공간에 옵틱 챔버가 형성되고, 상기 옵틱 챔버에 연통되도록 입자 유동 유로가 관통 형성되는 케이스;
    상기 케이스에 장착되어 외부 공간에 부유하는 입자가 상기 입자 유동 유로를 통과하여 상기 옵틱 챔버로 유입되도록 입자를 흡입하는 임팩터 모듈;
    상기 옵틱 챔버 내에 초점이 형성되도록 입사광을 발생시키는 광 발생부; 및
    상기 입사광과 상기 입사광의 초점 영역을 통과하는 입자와의 충돌에 의해 발생되는 산란광을 수광 검출하는 광 검출부
    를 포함하고, 상기 임팩터 모듈은 상기 옵틱 챔버로 유입된 입자를 포집할 수 있도록 상기 옵틱 챔버 내부에 배치되는 포집 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임팩터 모듈은
    상기 입자 유동 유로의 일단에 연통되게 장착되어 일정 크기 이상의 입자만 상기 입자 유동 유로를 통과할 수 있도록 외부 공간에 부유하는 입자를 흡입 선별하는 상부 모듈;
    상기 옵틱 챔버와 연통되게 장착되어 상기 상부 모듈에 의해 선별된 입자가 상기 입자 유동 유로를 통해 상기 옵틱 챔버로 유입되도록 입자를 흡입하는 하부 모듈; 및
    상기 상부 모듈 및 하부 모듈을 통해 입자가 흡입되도록 상기 상부 모듈 및 하부 모듈에 각각 결합되는 흡입 펌프
    를 포함하고, 상기 포집 블록은 상기 하부 모듈의 상단에 결합되는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 모듈은
    중공의 원통형으로 상기 케이스에 밀봉 결합되며 일측에는 상기 흡입 펌프와 연결되도록 상부 흡입 포트가 형성되는 상부 메인 파이프;
    상기 상부 메인 파이프의 상단에 밀봉 결합되며 외부로부터 입자가 유입될 수 있도록 흡입 유로가 형성되는 인렛 블록; 및
    상기 인렛 블록의 하부에 위치하도록 상기 상부 메인 파이프의 내부에 배치되며 상기 흡입 유로를 통해 유입된 입자가 관성력에 따라 선택적으로 통과할 수 있도록 노즐 유로 및 상부 유동홀이 각각 형성되는 노즐 블록
    을 포함하고, 상기 노즐 블록은 상기 노즐 유로가 상기 입자 유동 유로의 일단에 연통되도록 상기 케이스에 밀봉 결합되는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하부 모듈은
    상기 케이스에 밀봉 결합되며 내부 공간이 상기 옵틱 챔버와 연통되도록 하부 유동홀이 형성되는 하부 연결 홀더; 및
    내부 공간이 상기 하부 연결 홀더의 내부 공간과 연통되도록 상기 하부 연결 홀더에 밀봉 결합되며 일측에는 상기 흡입 펌프와 연결되도록 하부 흡입 포트가 형성되는 하부 메인 블록
    을 포함하고, 상기 포집 블록은 상기 하부 연결 홀더의 상단에 결합되는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 블록은 상단면이 상기 입자 유동 유로의 길이 방향 중심축과 수직하게 교차하는 평면을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 블록은 단일 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 포집 블록은 상기 하부 모듈에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하부 모듈의 상단에는 상향 돌출되는 결합 돌기가 형성되고, 상기 포집 블록의 하부면에는 상기 결합 돌기가 삽입될 수 있는 결합홈이 형성되어, 상기 결합 돌기 및 결합홈에 의해 상기 포집 블록이 상기 하부 모듈에 끼워맞춤 결합되는 것을 특징으로 하는 입자 측정 장치.
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