KR101866922B1 - Apparatus and method for measuring water pollution based on multi-wavelength light source - Google Patents
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Abstract
다채널 수질오염 측정 장치는 다파장 광원, 광 분배기, 복수의 측정용 셀들, 복수의 셔터들, 광 수집기 및 광대역 검출기를 포함한다. 다파장 광원은 제1 광 신호를 생성한다. 광 분배기는 광섬유로 이루어지고 제1 광 신호를 수신하는 입력단, 수신된 제1 광 신호를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들을 생성하는 분배부, 및 광섬유로 이루어지고 제2 광 신호들을 출력하는 복수의 출력단들을 포함한다. 측정용 셀들은 출력단들과 연결되고, 발색시약에 의해 발색된 시료를 각각 수납한다. 셔터들은 제어 신호에 기초하여 측정용 셀들에 제2 광 신호를 선택적으로 제공한다. 광 수집기는 측정용 셀들 중 제2 광 신호를 제공받은 선택 셀로부터 수집 광을 수신한다. 광대역 검출기는 수집 광을 기초로 선택 셀 내에 수납된 시료의 흡광도를 측정하여, 오염물질의 존재 여부를 판단한다.The multi-channel water pollution measuring apparatus includes a multi-wavelength light source, an optical distributor, a plurality of measurement cells, a plurality of shutters, a light collector, and a broadband detector. A multi-wavelength light source produces a first optical signal. The optical splitter includes an input terminal for receiving a first optical signal, an output terminal for dividing the received first optical signal equally to generate a plurality of second optical signals, and an output terminal for outputting the second optical signals, And a plurality of output terminals. The cells for measurement are connected to the output terminals, and the specimens colored by the coloring reagent are individually housed. The shutters selectively provide a second optical signal to the measurement cells based on the control signal. The light collector receives the collected light from the selected cell provided with the second optical signal of the measurement cells. The broadband detector measures the absorbance of the sample housed in the selected cell based on the collected light to determine the presence of contaminants.
Description
본 발명은 수질오염물질 검출에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치 및 상기 장치에 의해 수행되는 수질오염 측정 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a multichannel water pollution measuring apparatus using a multi-wavelength light source and a method for measuring water pollution performed by the apparatus.
수질오염물질의 농도를 광학적으로 측정하기 위해 가시광 영역에서의 흡광 광도법이 이용되고 있다. 흡광 광도법이란, 물질에 따라 정해진 발색시약으로 시료를 발색하고, 발색된 시료에 광을 조사하여 조사된 광의 특정 파장에서의 흡광도를 측정하며, 측정된 흡광도에 기초하여 시료에 대한 화학 정량 분석을 수행하는 방법을 나타낸다.In order to optically measure the concentration of water pollutants, the absorption spectrophotometry in the visible region has been used. The absorption spectrophotometry is a method of coloring a sample with a coloring reagent determined according to a substance, irradiating light to a color sample, measuring absorbance at a specific wavelength of the irradiated light, and performing chemical quantitative analysis on the sample based on the measured absorbance .
종래에는 단파장 광원 및 검출기를 각각 복수 개 이용하거나, 다파장 광원과 검출기 어레이(array)를 이용하여 수질오염 측정 장치를 구현하였다. 하지만, 종래의 수질오염 측정 장치는 측정 과정에서 시료와 발색시약의 혼합, 시료의 이송 등에 의한 기계적 진동에 취약한 문제가 있었다.Conventionally, a plurality of short wavelength light sources and detectors are used, or a water pollution measuring apparatus is implemented by using a multi-wavelength light source and a detector array. However, the conventional water pollution measuring apparatus has a problem in that it is vulnerable to mechanical vibration due to the mixing of the sample and the coloring reagent in the measurement process, and the transport of the sample.
본 발명의 일 목적은 안정성 및 측정 정확도가 향상되고 기존 장비에 용이하게 적용할 수 있는 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a multichannel water pollution measuring device using a multi-wavelength light source which is improved in stability and measurement accuracy and can be easily applied to existing equipment.
본 발명의 다른 목적은 안정성 및 측정 정확도가 향상되고 기존 장비에 용이하게 적용할 수 있는 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a multichannel water pollution measuring method using a multi-wavelength light source which is improved in stability and measurement accuracy and can be easily applied to existing equipment.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치는 다파장 광원, 광 분배기, 복수의 측정용 셀들, 복수의 셔터들, 광 수집기 및 광대역 검출기를 포함한다. 상기 다파장 광원은 복수의 파장들을 가지는 제1 광 신호를 생성한다. 상기 광 분배기는 광섬유로 이루어지고 상기 제1 광 신호를 수신하는 입력단, 수신된 상기 제1 광 신호를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들을 생성하는 분배부, 및 광섬유로 이루어지고 상기 복수의 제2 광 신호들을 각각 출력하는 복수의 출력단들을 포함한다. 상기 복수의 측정용 셀들은 상기 복수의 출력단들과 각각 연결되고, 발색시약에 의해 발색된 시료를 각각 수납한다. 상기 복수의 셔터들은 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 측정용 셀들에 상기 제2 광 신호를 선택적으로 제공한다. 상기 광 수집기는 상기 복수의 측정용 셀들 중 상기 제2 광 신호를 제공받은 적어도 하나의 선택 셀로부터 적어도 하나의 수집 광을 수신한다. 상기 광대역 검출기는 상기 적어도 하나의 수집 광을 기초로 상기 적어도 하나의 선택 셀 내에 수납된 상기 시료의 흡광도를 측정하여, 오염물질의 존재 여부를 판단한다.In order to achieve the above object, an apparatus for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention includes a multi-wavelength light source, an optical distributor, a plurality of measurement cells, a plurality of shutters, Detector. The multi-wavelength light source generates a first optical signal having a plurality of wavelengths. Wherein the optical splitter comprises an optical fiber and includes an input for receiving the first optical signal, a distributor for generating a plurality of second optical signals by equally dividing the received first optical signal, and an optical fiber, And a plurality of output terminals for respectively outputting the second optical signals. The plurality of measurement cells are connected to the plurality of output terminals, respectively, and each sample colored by the coloring reagent is received. The plurality of shutters selectively provide the second optical signal to the plurality of measurement cells based on a control signal. The light collector receives at least one collection light from at least one selected cell provided with the second optical signal among the plurality of measurement cells. The broadband detector measures the absorbance of the sample contained in the at least one selected cell based on the at least one collected light to determine the presence or absence of contaminants.
일 실시예에서, 상기 복수의 측정용 셀들은, 제1 발색시약에 의해 발색된 제1 시료를 수납하는 제1 측정용 셀, 및 제2 발색시약에 의해 발색된 제2 시료를 수납하는 제2 측정용 셀을 포함할 수 있다. 상기 복수의 셔텨들은, 상기 제1 측정용 셀과 연결되는 제1 셔터, 및 상기 제2 측정용 셀과 연결되는 제2 셔터를 포함할 수 있다. 상기 제1 시료의 흡광도를 측정하고자 하는 경우에, 상기 제1 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하고, 상기 제2 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제2 측정용 셀에 상기 제2 광 신호의 제공을 차단할 수 있다.In one embodiment, the plurality of measurement cells may include a first measurement cell storing a first sample developed by the first coloring reagent, and a second measurement cell storing a second sample developed by the second coloring reagent, And a measurement cell. The plurality of shutters may include a first shutter connected to the first measurement cell and a second shutter connected to the second measurement cell. Wherein the first shutter provides the second optical signal to the first measurement cell based on the control signal when the first sample is intended to measure the absorbance of the first sample and the second shutter provides the second optical signal based on the control signal, Thereby blocking the provision of the second optical signal to the second measurement cell.
일 실시예에서, 상기 복수의 측정용 셀들은, 제1 발색시약에 의해 발색된 제1 시료를 수납하는 제1 측정용 셀, 및 제2 발색시약에 의해 발색된 제2 시료를 수납하는 제2 측정용 셀을 포함할 수 있다. 상기 복수의 셔텨들은, 상기 제1 측정용 셀과 연결되는 제1 셔터, 및 상기 제2 측정용 셀과 연결되는 제2 셔터를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 시료들의 흡광도를 측정하고자 하는 경우에, 상기 제1 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하고, 상기 제2 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제2 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공할 수 있다.In one embodiment, the plurality of measurement cells may include a first measurement cell storing a first sample developed by the first coloring reagent, and a second measurement cell storing a second sample developed by the second coloring reagent, And a measurement cell. The plurality of shutters may include a first shutter connected to the first measurement cell and a second shutter connected to the second measurement cell. Wherein the first shutter provides the second optical signal to the first measurement cell based on the control signal when the first and second samples are intended to measure the absorbance of the first and second samples, And to provide the second optical signal to the second measurement cell based on the signal.
일 실시예에서, 상기 제1 셔터가 상기 제1 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하는 동작 및 상기 제2 셔터가 상기 제2 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하는 동작은, 동시에 수행되거나 또는 순차적으로 수행될 수 있다.In one embodiment, the operation of the first shutter providing the second optical signal to the first measurement cell and the operation of the second shutter providing the second optical signal to the second measurement cell, Can be performed simultaneously or sequentially.
일 실시예에서, 상기 광 수집기의 적어도 일부는 광섬유로 이루어질 수 있다.In one embodiment, at least a portion of the light collector may be comprised of an optical fiber.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치는 광 제공기 및 광 측정기를 포함한다. 상기 광 제공기는 복수의 발색시약들 중 하나에 의해 각각 발색된 복수의 시료들 중 적어도 하나에 복수의 파장들을 가지는 광을 제공한다. 상기 광 측정기는 상기 복수의 시료들 중 상기 광을 제공받은 적어도 하나의 선택 시료의 흡광도를 측정한다. 상기 광 제공기는 다파장 광원, 광 분배기 및 복수의 셔터들을 포함한다. 상기 다파장 광원은 상기 복수의 파장들을 가지는 제1 광 신호를 생성한다. 상기 광 분배기는 광섬유로 이루어지고 상기 제1 광 신호를 수신하는 입력단, 수신된 상기 제1 광 신호를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들을 생성하는 분배부, 및 광섬유로 이루어지고 상기 복수의 제2 광 신호들을 각각 출력하는 복수의 출력단들을 포함한다. 상기 복수의 셔터들은 상기 복수의 출력단들과 각각 연결되고, 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 제2 광 신호들의 출력을 선택적으로 제어한다. 상기 광 측정기는 광 수집기 및 광대역 검출기를 포함한다. 상기 광 수집기는 상기 제2 광 신호를 제공받은 상기 적어도 하나의 선택 시료로부터 적어도 하나의 수집 광을 수신한다. 상기 광대역 검출기는 상기 적어도 하나의 수집 광을 기초로 상기 적어도 하나의 선택 시료의 흡광도를 측정하여, 오염물질의 존재 여부를 판단한다.In order to accomplish the above object, an apparatus for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention includes a light provider and an optical meter. The light provider provides light having a plurality of wavelengths in at least one of a plurality of specimens each of which is respectively colored by one of a plurality of coloring reagents. The optical meter measures the absorbance of at least one selected sample among the plurality of samples. The light provider includes a multi-wavelength light source, an optical divider, and a plurality of shutters. The multi-wavelength light source generates a first optical signal having the plurality of wavelengths. Wherein the optical splitter comprises an optical fiber and includes an input for receiving the first optical signal, a distributor for generating a plurality of second optical signals by equally dividing the received first optical signal, and an optical fiber, And a plurality of output terminals for respectively outputting the second optical signals. The plurality of shutters are connected to the plurality of output terminals, respectively, and selectively control the output of the plurality of second optical signals based on a control signal. The optical meter includes a light collector and a broadband detector. The light collector receives at least one collection light from the at least one selection sample provided with the second optical signal. The broadband detector measures the absorbance of the at least one selected sample based on the at least one collected light to determine the presence or absence of contaminants.
상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 방법에서, 복수의 파장들을 가지는 제1 광 신호를 생성한다. 광섬유로 이루어진 입력단을 통해 상기 제1 광 신호를 수신하고, 수신된 상기 제1 광 신호를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들을 생성한다. 제어 신호에 기초하여, 복수의 발색시약들 중 하나에 의해 각각 발색된 복수의 시료들에 광섬유로 이루어진 복수의 출력단들을 통해 상기 제2 광 신호를 선택적으로 제공한다. 상기 복수의 시료들 중 상기 제2 광 신호를 제공받은 상기 적어도 하나의 선택 시료로부터 적어도 하나의 수집 광을 수신한다. 상기 적어도 하나의 수집 광을 기초로 상기 적어도 하나의 선택 시료의 흡광도를 측정하여, 오염물질의 존재 여부를 판단한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring multi-channel water pollution, comprising: generating a first optical signal having a plurality of wavelengths; Receives the first optical signal through an input end made of an optical fiber, and distributes the received first optical signal equally to generate a plurality of second optical signals. And selectively provides the second optical signal through a plurality of output terminals of optical fibers to a plurality of specimens respectively colored by one of the plurality of coloring reagents based on the control signal. And receives at least one collection light from the at least one selection sample provided with the second optical signal among the plurality of samples. The absorbance of the at least one selected sample is measured based on the at least one collected light to determine whether or not the contaminant is present.
일 실시예에서, 상기 복수의 시료들은, 제1 발색시약에 의해 발색된 제1 시료, 및 제2 발색시약에 의해 발색된 제2 시료를 포함할 수 있다. 상기 제1 시료의 흡광도를 측정하고자 하는 경우에, 상기 제2 광 신호를 선택적으로 제공하는데 있어서, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 시료에 상기 제2 광 신호를 제공할 수 있다. 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제2 시료에 상기 제2 광 신호의 제공을 차단할 수 있다.In one embodiment, the plurality of samples may include a first sample colored by the first coloring reagent and a second sample colored by the second coloring reagent. The second optical signal may be selectively provided to the first sample based on the control signal when the absorbance of the first sample is to be measured. And the second optical signal can be blocked from being provided to the second sample based on the control signal.
일 실시예에서, 상기 복수의 시료들은, 제1 발색시약에 의해 발색된 제1 시료, 및 제2 발색시약에 의해 발색된 제2 시료를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 시료들의 흡광도를 측정하고자 하는 경우에, 상기 제2 광 신호를 선택적으로 제공하는데 있어서, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 시료에 상기 제2 광 신호를 제공할 수 있다. 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제2 시료에 상기 제2 광 신호를 제공할 수 있다.In one embodiment, the plurality of samples may include a first sample colored by the first coloring reagent and a second sample colored by the second coloring reagent. In the case of selectively measuring the absorbance of the first and second samples, the second optical signal may be selectively provided to the first sample based on the control signal. And provide the second optical signal to the second sample based on the control signal.
일 실시예에서, 상기 제1 시료에 상기 제2 광 신호를 제공하는 단계 및 상기 제2 시료에 상기 제2 광 신호를 제공하는 단계는, 동시에 수행되거나 또는 순차적으로 수행될 수 있다.In one embodiment, providing the second optical signal to the first sample and providing the second optical signal to the second sample may be performed simultaneously or sequentially.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치 및 방법에서, 광 분배기와 광 수집기의 적어도 일부를 광섬유로 구현함으로써, 시료와 발색시약의 혼합, 시료의 이송 등에 의해 발생한 진동으로 광 정렬이 틀어지는 현상을 방지할 수 있으며, 측정의 정확도 및 광 전달 효율이 향상될 수 있다. 또한, 복수의 시료들을 선택적으로 측정하기 위한 복수의 셔터들을 포함하여 구현됨으로써, 원하는 수질오염 검사 환경을 효과적으로 설정할 수 있고, 검사 효율이 향상될 수 있다.In an apparatus and method for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention, at least a part of an optical distributor and a light collector are implemented by an optical fiber, whereby mixing of a sample and a coloring reagent, It is possible to prevent the optical alignment from being distorted due to the vibration generated by the light, etc., and the accuracy of measurement and the light transmission efficiency can be improved. In addition, by including a plurality of shutters for selectively measuring a plurality of samples, it is possible to effectively set a desired water pollution inspection environment and improve inspection efficiency.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치는 복수의 측정용 셀들이 생략된 상태로 제공될 수 있다. 이 경우, 종래의 수질오염 측정 장치에 포함된 측정용 셀들에 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치를 연결하여 사용할 수 있으며, 적은 비용으로 종래의 수질오염 측정 장치를 효과적으로 개선할 수 있다.Also, the apparatus for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention may be provided with a plurality of measurement cells omitted. In this case, the multichannel water pollution measuring apparatus according to the embodiments of the present invention can be connected to the measuring cells included in the conventional water pollution measuring apparatus, and the conventional water pollution measuring apparatus can be effectively improved .
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2 및 3은 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 제2 광 신호를 선택적으로 제공하는 단계를 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention.
2 and 3 are views for explaining the operation of a multi-channel water pollution measuring apparatus using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention.
5 is a flow chart illustrating the step of selectively providing the second optical signal of FIG.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .
한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.On the other hand, if an embodiment is otherwise feasible, the functions or operations specified in a particular block may occur differently from the order specified in the flowchart. For example, two consecutive blocks may actually be performed at substantially the same time, and depending on the associated function or operation, the blocks may be performed backwards.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 다채널 수질오염 측정 장치(100)는 다파장 광원(110), 광 분배기(120), 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d), 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d), 광 수집기(150) 및 광대역 검출기(160)를 포함한다.1, a multi-channel water
다파장 광원(110)은 복수의 파장들을 가지는 광을 생성한다. 예를 들어, 다파장 광원(110)은 복수의 발광 소자들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 황색 등)을 포함하여 구현될 수도 있고, 하나의 발광 소자를 포함하여 구현될 수도 있다.The multi-wavelength
광 분배기(120)는 다파장 광원(110)과 연결되고, 다파장 광원(110)에서 생성된 상기 광을 균등하게 분배한다. 광 분배기(120)는 입력단(121), 분배부(123) 및 복수의 출력단들(125)을 포함한다. 입력단(121)은 다파장 광원(120)과 연결되어 다파장 광원(110)에서 생성된 상기 광을 수신한다. 분배부(123)는 상기 수신된 광을 분배하는 역할을 수행한다. 복수의 출력단들(125)은 상기 분배된 광을 출력한다. 이 때, 입력단(121) 및 출력단들(125)은 광섬유로 이루어진다.The
복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)은 광 분배기(120)와 연결되며, 구체적으로 광 분배기(120)의 복수의 출력단들(125)과 각각 연결된다. 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d) 복수의 발색시약들 중 하나에 의해 발색된 시료를 각각 수납한다. 예를 들어, 상기 시료는 수질오염 측정을 위한 물일 수 있고, 각 발색시약은 상기 시료에 포함된 각 수질오염물질을 발색하기 위한 물질일 수 있다.The plurality of
복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)은 광 분배기(120)와 연결되며, 구체적으로 광 분배기(120)의 복수의 출력단들(125)과 각각 연결된다. 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)은 제어 신호(CS)에 기초하여 광 분배기(120)에 의해 분배된 상기 광을 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)에 선택적으로 제공한다. 예를 들어, 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 기계식 셔터로 구현될 수도 있고, 전자식 셔터 또는 광 셔터로 구현될 수도 있다.The plurality of
도시의 편의상, 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)이 복수의 출력단들(125)과만 연결되는 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라서 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)은 복수의 출력단들(125)과 각각 연결됨과 동시에 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)과도 각각 연결될 수 있다. 다시 말하면, 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)은 복수의 출력단들(125)과 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d) 사이에 배치될 수 있다.Although a plurality of
광 수집기(150)는 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)과 연결되고, 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d) 중 상기 분배된 광을 제공받은 측정용 셀로부터 광을 수신한다. 광 수집기(150)는 복수의 입력단들(151), 수집부(153) 및 출력단(155)을 포함한다. 복수의 입력단들(151)은 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)과 연결될 수 있고, 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)로부터 상기 광을 수신할 수 있다. 수집부(153)는 상기 수신된 광을 수집할 수 있다. 출력단(155)은 상기 수집된 광을 출력할 수 있다.The
일 실시예에서, 광 수집기(150)는 광 분배기(120)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 광 수집기(150)의 입력단들(151)은 광 분배기(120)의 출력단들(125)과 실질적으로 동일할 수 있고, 광 수집기(150)의 수집부(153)는 광 분배기(120)의 분배부(123)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 광 수집기(150)의 출력단(155)은 광 분배기(120)의 입력단(121)과 실질적으로 동일할 수 있다. 입력단들(151) 및 출력단(155)은 광섬유로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the
광대역 검출기(160)는 광 수집기(150)와 연결되고, 광 수집기(150)에 의해 수집된 상기 광을 기초로 상기 시료의 흡광도를 측정하여 오염물질의 존재 여부를 판단한다. 예를 들어, 광대역 검출기(160)는 상기 복수의 파장들을(즉, 상대적으로 넓은 파장 영역의 빛들을) 검출할 수 있다.The
도 2 및 3은 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.2 and 3 are views for explaining the operation of a multi-channel water pollution measuring apparatus using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치(100)에서, 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)은 복수의 발색시약들 중 하나에 의해 발색된 시료를 각각 수납할 수 있다. 예를 들어, 제1 측정용 셀(140a)은 제1 발색시약에 의해 발색된 제1 시료를 수납할 수 있고, 제2 측정용 셀(140b)은 제2 발색시약에 의해 발색된 제2 시료를 수납할 수 있고, 제3 측정용 셀(140c)은 제3 발색시약에 의해 발색된 제3 시료를 수납할 수 있으며, 제4 측정용 셀(140d)은 제4 발색시약에 의해 발색된 제4 시료를 수납할 수 있다. 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 발색시약들은 각각 서로 다른 제1, 제2, 제3 및 제4 오염물질들을 발색하기 위한 물질일 수 있다. 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 시료들은 실질적으로 동일한 장소에서 채취(sampling)될 수 있다.Referring to FIG. 2, in a multi-channel water
도시하지는 않았지만, 다채널 수질오염 측정 장치(100)는 상기 시료들 각각과 상기 발색시약들 각각을 혼합하기 위한 혼합부, 및 상기 발색시약들 각각과 혼합된 상기 시료들 각각을 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)로 이송하기 위한 이송부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합부 및 상기 이송부는 각각 모터를 포함하여 구현될 수 있다.Although not shown, the multi-channel water
다파장 광원(110)은 복수의 파장 또는 스펙트럼들을 가지는 제1 광 신호(LS1)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 광 신호(LS1)는 약 200~900nm의 파장을 가질 수 있고, 보다 상세하게는 약 220nm, 630nm, 800nm, 880nm 등의 파장을 포함하는 상대적으로 넓은 영역의 파장을 가질 수 있다.The multi-wavelength
광 분배기(120)는 광섬유로 이루어진 입력단(121)을 통해 제1 광 신호(LS1)를 수신할 수 있고, 분배부(123)를 이용하여 제1 광 신호(LS1)의 파워를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들(LS2)을 생성할 수 있으며, 광섬유로 이루어진 복수의 출력단들(125)을 통해 제2 광 신호들(LS2)을 출력할 수 있다. 제1 광 신호(LS1)와 동일하게, 복수의 제2 광 신호들(LS2) 각각은 복수의 파장 또는 스펙트럼들을 가질 수 있으며, 복수의 제2 광 신호들(LS2)의 파워의 합은 제1 광 신호(LS1)의 파워와 실질적으로 동일할 수 있다.The
일 실시예에서, 분배부(123)는 제1 광 신호(LS1)를 일정한 분포로 분산시키는 입사부 및 상기 분산된 제1 광 신호(LS1)를 분산 각도에 따라 균등한 광량을 가지도록 부분적으로 반사시켜 방향을 바꾸어 주는 복수의 반사부들을 포함하여 구현될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 반사부들 각각의 길이 및 면적은 각 반사부에 입사되는 광의 수광 각도를 변화시켜 광의 세기가 균일하도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 입사부 및 반사부들 각각은 광의 손실을 방지하기 위해 금속 또는 유전체 박막으로 코팅될 수 있다.In one embodiment, the
복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)은 제어 신호(도 1의 CS)에 기초하여 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)에 제2 광 신호(LS2)를 선택적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서는 제1 측정용 셀(140a) 내의 상기 제1 시료의 흡광도만을 측정하도록 제어 신호(CS)가 설정될 수 있다. 이 때, 제1 셔터(130a)는 제어 신호(CS)에 기초하여 열릴(open) 수 있고, 제1 측정용 셀(140a)의 상기 제1 시료에 제2 광 신호(LS2)를 제공할 수 있다. 제2, 제3 및 제4 셔터들(130b, 130c, 130d)은 제어 신호(CS)에 기초하여 각각 닫힐(close) 수 있고, 제2, 제3 및 제4 측정용 셀들(140b, 140c, 140d)의 상기 제2, 제3 및 제4 시료들에 제2 광 신호(LS2)의 제공을 각각 차단할 수 있다.The plurality of
광 수집기(150)는 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d) 중 제2 광 신호(LS2)를 제공받은 제1 측정용 셀(140a)로부터 제1 수집 광(RLS1)을 수신할 수 있다.The
광대역 검출기(160)는 제1 수집 광(RLS1)을 기초로 상기 제1 시료의 흡광도를 측정하여, 상기 제1 시료 내에 상기 제1 오염물질의 존재 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 광대역 검출기(160)는 상기 제1 시료의 흡광도와 제1 기준 흡광도를 비교하고 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제1 오염물질의 존재 여부, 양, 농도 등을 판단할 수 있다.The
도시하지는 않았지만, 다채널 수질오염 측정 장치(100)는 제어 신호를 생성하기 위한 입력 장치, 및/또는 상기 비교 결과, 판단 결과 등을 표시하기 위한 표시 장치를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 장치는 키보드, 키패드, 터치 스크린, 터치 펜, 버튼, 마이크, 아날로그 스틱 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 장치는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED) 등을 포함할 수 있다.Although not shown, the multichannel water
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치(100)에서, 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)에 수납된 상기 시료들과, 다파장 광원(110) 및 광 분배기(120)의 동작은 도 2를 참조하여 상술한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.Referring to FIG. 3, in the multi-channel water
복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)은 제어 신호(도 1의 CS)에 기초하여 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)에 제2 광 신호(LS2)를 선택적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 실시예에서는 제1 및 제2 측정용 셀들(140a, 140b) 내의 상기 제1 및 제2 시료들의 흡광도를 측정하도록 제어 신호(CS)가 설정될 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 셔터들(130a, 130b)은 제어 신호(CS)에 기초하여 각각 열릴 수 있고, 제1 및 제2 측정용 셀들(140a, 140b) 내의 상기 제1 및 제2 시료들에 제2 광 신호(LS2)를 각각 제공할 수 있다. 제3 및 제4 셔터들(130c, 130d)은 제어 신호(CS)에 기초하여 각각 닫힐 수 있고, 제3 및 제4 측정용 셀들(140c, 140d)의 상기 제3 및 제4 시료들에 제2 광 신호(LS2)의 제공을 각각 차단할 수 있다.The plurality of
일 실시예에서, 제1 셔터(130a)가 제1 측정용 셀(140a)에 제2 광 신호(LS2)를 제공하는 광 제공 동작 및 제2 셔터(130b)가 제2 측정용 셀(140b)에 제2 광 신호(LS2)를 제공하는 광 제공 동작은 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.In one embodiment, the light providing operation in which the
다른 실시예에서, 상기 제1 측정용 셀(140a)에 대한 광 제공 동작 및 상기 제2 측정용 셀(140b)에 대한 광 제공 동작은 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 측정용 셀(140a)에 대한 광 제공 동작이 먼저 수행되고 이후에 상기 제2 측정용 셀(140b)에 대한 광 제공 동작이 수행될 수도 있으며, 상기 제2 측정용 셀(140b)에 대한 광 제공 동작이 먼저 수행되고 이후에 상기 제1 측정용 셀(140a)에 대한 광 제공 동작이 수행될 수도 있다.In another embodiment, the light providing operation for the
광 수집기(150)는 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d) 중 제2 광 신호(LS2)를 제공받은 제1 및 제2 측정용 셀들(140a, 140b)로부터 제1 및 제2 수집 광들(RLS1, RLS2)을 각각 수신할 수 있다.The
광대역 검출기(160)는 제1 및 제2 수집 광들(RLS1, RLS2)을 기초로 상기 제1 및 제2 시료들의 흡광도를 각각 측정하여, 상기 제1 시료 내에 상기 제1 오염물질의 존재 여부를 판단하는 제1 판단 동작 및 상기 제2 시료 내에 상기 제2 오염물질의 존재 여부를 판단하는 제2 판단 동작을 수행할 수 있다. 상기 제1 및 제2 광 제공 동작들과 유사하게, 상기 제1 및 제2 판단 동작들도 실질적으로 동시에 수행되거나 순차적으로 수행될 수 있다.The
흡광 광도법을 이용하기 위한 종래의 장치는, 시료와 발색시약의 혼합, 시료의 이송 등의 과정에서 야기되는 기계적 진동에 의해 광 정렬이 틀어지고 측정의 정확도가 떨어지는 문제가 있었다.The conventional apparatus for using the absorption spectrophotometry has a problem in that the optical alignment is distorted by the mechanical vibration caused by the mixing of the sample and the coloring reagent and the transfer of the sample and the accuracy of measurement is lowered.
본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치(100)는, 광 분배기(120)의 적어도 일부(예를 들어, 입력단(121) 및 출력단들(125))와 광 수집기(150)의 적어도 일부(예를 들어, 입력단들(151) 및 출력단(155))를 광섬유로 구현함으로써, 시료와 발색시약의 혼합, 시료의 이송 등에 의해 광 정렬이 틀어지는 현상을 방지할 수 있으며, 측정의 정확도 및 광 전달 효율이 향상될 수 있다. 또한, 복수의 시료들을 선택적으로 측정하기 위한 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)을 포함하여 구현됨으로써, 원하는 수질오염 검사 환경을 효과적으로 설정할 수 있고, 검사 효율이 향상될 수 있다.An
한편, 도 1 내지 3을 참조하여 4개의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)을 포함하는 다채널 수질오염 측정 장치(100)를 도시하였으나, 측정용 셀의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치는 2개 이상의 임의의 개수의 측정용 셀들과, 상기 측정용 셀들의 개수와 동일한 개수의 셔터들, 광 분배기의 출력단들, 광 수집기의 입력단들을 포함하여 구현될 수 있다.1 to 3, a multi-channel water
도 2 및 3을 참조하여 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)에 수납된 시료들이 동일한 장소에서 채취되고 상기 시료들에 포함된 발색시약들이 서로 다른 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라서 상기 복수의 측정용 셀들에 수납된 시료들 중 적어도 일부는 서로 다른 장소에서 채취될 수도 있고, 상기 시료들에 포함된 발색시약들 중 적어도 일부는 실질적으로 동일할 수 있다.2 and 3, samples stored in the plurality of
도 2 및 3을 참조하여 1개 또는 2개의 셔터가 실질적으로 동시에 또는 순차적으로 열리는 구성을 설명하였으나, 실시예에 따라서 임의의 복수 개의 셔터가 실질적으로 동시에 또는 순차적으로 열릴 수 있다.2 and 3, one or two shutters are opened substantially simultaneously or sequentially. However, any of the plurality of shutters may be opened substantially simultaneously or sequentially according to the embodiment.
도 2 및 3을 참조하여 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)이 기계식 셔터인 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라서 상기 복수의 셔터들은 전자식 또는 광 셔터일 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 셔터들 각각은 제1 투명 기판, 상기 제1 투명 기판 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 이온 스토리지층, 상기 이온 스토리지층 상의 액체 또는 고체 전해질층, 상기 액체 또는 고체 전해질층 상의 전기변색물질층, 상기 전기변색물질층 상의 제2 전극, 상기 제2 전극 상의 제2 투명 기판을 포함하는 광 셔터일 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극들은 ITO 등을 포함하는 투명 전극일 수 있고, 상기 전기변색물질층은 무기 또는 유기 전기변색물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극들에 인가되는 전압 레벨을 조절함으로써, 물리적인 이동 없이 상기 광 셔터의 광 투과율이 제어될 수 있다.Although the plurality of
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치는 복수의 측정용 셀들이 생략된 상태로 제조되어 사용자에게 판매, 제공될 수도 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치는 광 제공기 및 광 측정기만을 포함하여 구현될 수 있다. 상기 광 제공기는 복수의 발색시약들 중 하나에 의해 각각 발색된 복수의 시료들 중 적어도 하나에 복수의 파장들을 가지는 광을 제공할 수 있으며, 도 1에 도시된 다파장 광원(110), 광 분배기(120) 및 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)을 포함하여 구현될 수 있다. 상기 광 측정기는 상기 복수의 시료들 중 상기 광을 제공받은 적어도 하나의 선택 시료의 흡광도를 측정할 수 있으며, 도 1에 도시된 광 수집기(150) 및 광대역 검출기(160)를 포함하여 구현될 수 있다. 이 경우, 사용자는 이미 가지고 있던 종래의 수질오염 측정 장치에 포함된 측정용 셀들에 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 장치의 상기 광 제공기 및 상기 광 측정기를 연결하여 사용할 수 있으며, 따라서 적은 비용으로 종래의 수질오염 측정 장치를 효과적으로 개선할 수 있다.Meanwhile, in the multi-channel water pollution measuring apparatus according to the embodiments of the present invention, a plurality of measurement cells may be omitted and may be sold and provided to a user. Specifically, the multichannel water pollution measuring apparatus according to the embodiments of the present invention can be implemented with only a light providing unit and an optical measuring unit. The light provider may provide light having a plurality of wavelengths to at least one of a plurality of specimens respectively developed by one of the plurality of coloring reagents, and may include a multi-wavelength
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5는 도 4의 제2 광 신호를 선택적으로 제공하는 단계를 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to embodiments of the present invention. 5 is a flow chart illustrating the step of selectively providing the second optical signal of FIG.
도 1, 2 및 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 다파장 광원을 이용한 다채널 수질오염 측정 방법에서, 다파장 광원(110)은 복수의 파장들을 가지는 제1 광 신호(LS1)를 생성한다(단계 S100). 광 분배기(120)는 광섬유를 통해 제1 광 신호(LS1)를 수신하고, 수신된 제1 광 신호(LS1)를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들(LS2)을 생성한다(단계 S200). 복수의 셔터들(130a, 130b, 130c, 130d)은 제어 신호(CS)에 기초하여, 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d)에 수납된 복수의 시료들에 광섬유를 통해 제2 광 신호(LS2)를 선택적으로 제공한다(단계 S300). 광 수집기(150)는 복수의 측정용 셀들(140a, 140b, 140c, 140d) 중 제2 광 신호(LS2)를 제공받은 선택 시료(예를 들어, 제1 측정용 셀(140a)의 제1 시료)로부터 수집 광(예를 들어, RLS1)을 수신한다(단계 S400). 광대역 검출기(160)는 상기 수집광을 기초로 상기 선택 시료의 흡광도를 측정하여, 오염물질의 존재 여부를 판단한다(단계 S500).1, 2 and 4, in the method for measuring multi-channel water pollution using a multi-wavelength light source according to the embodiments of the present invention, the multi-wavelength
도 2, 3, 4 및 5를 참조하면, 상기 복수의 시료들에 제2 광 신호(LS2)를 선택적으로 제공(단계 S300)하는데 있어서, 제어 신호(CS)에 기초하여 흡광도를 측정하고자 하는 시료를 선택할 수 있다(단계 S310). 예를 들어, 도 2에 도시된 것처럼 상기 제1 시료를 선택할 수도 있고, 도 3에 도시된 것처럼 상기 제1 및 제2 시료들을 선택할 수도 있다. 제어 신호(CS)에 기초하여 제2 광 신호(LS2)의 제공 순서를 선택할 수 있다(단계 S320). 예를 들어, 도 3을 참조하여 상술한 것처럼, 상기 제1 및 제2 시료들에 제2 광 신호(LS2)를 실질적으로 동시에 제공할지 또는 순차적으로 제공할지 선택할 수 있다. 단계 S310 및 S320의 선택 결과에 기초하여 제2 광 신호(LS2)를 제공할 수 있다(단계 S330). 이 때, 선택되지 않은 시료에 대한 제2 광 신호(LS2)의 제공이 차단될 수 있다.2, 3, 4 and 5, in the step S300 of selectively providing the second optical signal LS2 to the plurality of samples, a sample to be measured for absorbance based on the control signal CS (Step S310). For example, the first sample may be selected as shown in FIG. 2, and the first and second samples may be selected as shown in FIG. The order of providing the second optical signal LS2 can be selected based on the control signal CS (step S320). For example, as described above with reference to FIG. 3, it is possible to select whether to provide the second optical signal LS2 substantially simultaneously or sequentially to the first and second samples. The second optical signal LS2 may be provided based on the selection results of steps S310 and S320 (step S330). At this time, provision of the second optical signal LS2 to the unselected sample can be blocked.
본 발명의 실시예들에 따른 다채널 수질오염 측정 방법은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드를 포함하는 제품 등의 형태로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드는 판독 장치를 통해 다양한 컴퓨터 또는 다른 데이터 처리 장치의 프로세서로 제공될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터로 판독 가능한 신호 매체 또는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 명령어 실행 시스템, 장비 또는 장치 내에 또는 이들과 접속되어 프로그램을 저장하거나 포함할 수 있는 임의의 유형적인 매체일 수 있다.The multi-channel water pollution measurement method according to embodiments of the present invention can be implemented in the form of a product including computer readable program code stored in a computer-readable medium. The computer readable program code may be provided to the processor of the various computers or other data processing apparatus via a reading device. The computer-readable medium may be a computer-readable signal medium or a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be any type of medium that can store or contain programs in or on the instruction execution system, equipment or apparatus.
본 발명은 수질오염을 측정하기 위한 다양한 장치 및 시스템에 적용될 수 있으며, 적은 비용으로 종래의 수질오염 측정 장치를 효과적으로 개선할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to various apparatuses and systems for measuring water pollution and can effectively improve the conventional water pollution measuring apparatus with a small cost.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It will be understood.
Claims (10)
광섬유로 이루어지고 상기 제1 광 신호를 수신하는 입력단, 수신된 상기 제1 광 신호를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들을 생성하는 분배부, 및 광섬유로 이루어지고 상기 복수의 제2 광 신호들을 각각 출력하는 복수의 출력단들을 포함하는 광 분배기;
상기 복수의 출력단들과 각각 연결되고, 발색시약에 의해 발색된 시료를 각각 수납하는 복수의 측정용 셀들;
제어 신호에 기초하여 상기 복수의 측정용 셀들에 상기 제2 광 신호를 선택적으로 제공하는 복수의 셔터들;
상기 복수의 측정용 셀들 중 상기 제2 광 신호를 제공받은 적어도 하나의 선택 셀로부터 적어도 하나의 수집 광을 수신하는 광 수집기; 및
상기 적어도 하나의 수집 광을 기초로 상기 적어도 하나의 선택 셀 내에 수납된 상기 시료의 흡광도를 측정하여, 오염물질의 존재 여부를 판단하는 광대역 검출기를 포함하고,
상기 제1 광 신호의 상기 복수의 파장들은 200~900nm 내의 파장이고,
상기 복수의 셔터들 각각은,
제1 투명 기판, 상기 제1 투명 기판 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 이온 스토리지층, 상기 이온 스토리지층 상의 전해질층, 상기 전해질층 상의 전기변색물질층, 상기 전기변색물질층 상의 제2 전극, 및 상기 제2 전극 상의 제2 투명 기판을 포함하는 광 셔터이며,
상기 제1 및 제2 전극들에 인가되는 전압 레벨을 조절하여 물리적인 이동 없이 상기 광 셔터의 광 투과율이 제어되고,
상기 분배부는,
상기 제1 광 신호를 일정한 분포로 분산시키는 입사부, 및 분산된 상기 제1 광 신호를 분산 각도에 따라 균등한 광량을 가지도록 부분적으로 반사시켜 방향을 바꾸어 주는 복수의 반사부들을 포함하며,
상기 입사부 및 상기 반사부들 각각은 광의 손실을 방지하기 위해 금속 또는 유전체 박막으로 코팅되고,
상기 시료와 상기 발색시약을 혼합하는 혼합부; 및
상기 발색시약과 혼합된 상기 시료를 상기 측정용 셀들로 이송하는 이송부를 더 포함하는 다채널 수질오염 측정 장치.A multi-wavelength light source for generating a first optical signal having a plurality of wavelengths;
And a second optical signal output unit for outputting the first optical signal and the second optical signal, wherein the second optical signal comprises an optical signal, an input terminal for receiving the first optical signal, a distributor for generating a plurality of second optical signals by equally distributing the received first optical signal, An optical splitter including a plurality of output terminals for outputting the respective output signals;
A plurality of measurement cells connected to the plurality of output terminals, respectively, for storing the samples developed by the coloring reagent;
A plurality of shutters for selectively providing the second optical signal to the plurality of measurement cells based on a control signal;
A light collector for receiving at least one collection light from at least one selection cell provided with the second optical signal among the plurality of measurement cells; And
And a broadband detector for measuring the absorbance of the sample housed in the at least one selected cell based on the at least one collected light to determine the presence or absence of contaminants,
The plurality of wavelengths of the first optical signal are wavelengths within the range of 200 to 900 nm,
Wherein each of the plurality of shutters includes:
A first electrode on the first transparent substrate, an ion storage layer on the first electrode, an electrolyte layer on the ion storage layer, an electrochromic material layer on the electrolyte layer, a second electrode on the electrochromic material layer, And a second transparent substrate on the second electrode,
The light transmittance of the optical shutter is controlled without a physical movement by adjusting a voltage level applied to the first and second electrodes,
Wherein the distributor comprises:
And a plurality of reflectors for partially reflecting the dispersed first optical signals so as to have a uniform amount of light according to dispersion angles and changing directions of the first optical signals,
Each of the incident portion and the reflection portions is coated with a metal or dielectric thin film to prevent light loss,
A mixing unit for mixing the sample and the coloring reagent; And
And a transporting unit for transporting the sample mixed with the coloring reagent to the measuring cells.
상기 복수의 측정용 셀들은, 제1 발색시약에 의해 발색된 제1 시료를 수납하는 제1 측정용 셀, 및 제2 발색시약에 의해 발색된 제2 시료를 수납하는 제2 측정용 셀을 포함하고,
상기 복수의 셔텨들은, 상기 제1 측정용 셀과 연결되는 제1 셔터, 및 상기 제2 측정용 셀과 연결되는 제2 셔터를 포함하며,
상기 제1 시료의 흡광도를 측정하고자 하는 경우에, 상기 제1 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하고, 상기 제2 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제2 측정용 셀에 상기 제2 광 신호의 제공을 차단하는 것을 특징으로 하는 다채널 수질오염 측정 장치.The method according to claim 1,
The plurality of measurement cells include a first measurement cell for storing a first sample developed by the first coloring reagent and a second measurement cell for storing a second sample developed by the second coloring reagent and,
The plurality of shutters include a first shutter connected to the first measurement cell and a second shutter connected to the second measurement cell,
Wherein the first shutter provides the second optical signal to the first measurement cell based on the control signal when the first sample is intended to measure the absorbance of the first sample and the second shutter provides the second optical signal based on the control signal, And the second optical signal is supplied to the second measurement cell to block the supply of the second optical signal.
상기 복수의 측정용 셀들은, 제1 발색시약에 의해 발색된 제1 시료를 수납하는 제1 측정용 셀, 및 제2 발색시약에 의해 발색된 제2 시료를 수납하는 제2 측정용 셀을 포함하고,
상기 복수의 셔텨들은, 상기 제1 측정용 셀과 연결되는 제1 셔터, 및 상기 제2 측정용 셀과 연결되는 제2 셔터를 포함하며,
상기 제1 및 제2 시료들의 흡광도를 측정하고자 하는 경우에, 상기 제1 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하고, 상기 제2 셔터는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제2 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 다채널 수질오염 측정 장치.The method according to claim 1,
The plurality of measurement cells include a first measurement cell for storing a first sample developed by the first coloring reagent and a second measurement cell for storing a second sample developed by the second coloring reagent and,
The plurality of shutters include a first shutter connected to the first measurement cell and a second shutter connected to the second measurement cell,
Wherein the first shutter provides the second optical signal to the first measurement cell based on the control signal when the first and second samples are intended to measure the absorbance of the first and second samples, Wherein the second optical signal is provided to the second measurement cell based on the second optical signal.
상기 제1 셔터가 상기 제1 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하는 동작 및 상기 제2 셔터가 상기 제2 측정용 셀에 상기 제2 광 신호를 제공하는 동작은, 동시에 수행되거나 또는 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 다채널 수질오염 측정 장치.The method of claim 3,
The first shutter providing the second optical signal to the first measurement cell and the second shutter providing the second optical signal to the second measurement cell may be performed simultaneously or sequentially Channel water pollution measuring device.
상기 광 수집기의 적어도 일부는 광섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 수질오염 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein at least a part of the light collector is made of an optical fiber.
상기 복수의 시료들 중 상기 광을 제공받은 적어도 하나의 선택 시료의 흡광도를 측정하는 광 측정기를 포함하고,
상기 광 제공기는,
상기 복수의 파장들을 가지는 제1 광 신호를 생성하는 다파장 광원;
광섬유로 이루어지고 상기 제1 광 신호를 수신하는 입력단, 수신된 상기 제1 광 신호를 균등하게 분배하여 복수의 제2 광 신호들을 생성하는 분배부, 및 광섬유로 이루어지고 상기 복수의 제2 광 신호들을 각각 출력하는 복수의 출력단들을 포함하는 광 분배기; 및
상기 복수의 출력단들과 각각 연결되고, 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 제2 광 신호들의 출력을 선택적으로 제어하는 복수의 셔터들을 포함하며,
상기 광 측정기는,
상기 제2 광 신호를 제공받은 상기 적어도 하나의 선택 시료로부터 적어도 하나의 수집 광을 수신하는 광 수집기; 및
상기 적어도 하나의 수집 광을 기초로 상기 적어도 하나의 선택 시료의 흡광도를 측정하여, 오염물질의 존재 여부를 판단하는 광대역 검출기를 포함하고,
상기 제1 광 신호의 상기 복수의 파장들은 200~900nm 내의 파장이고,
상기 복수의 셔터들 각각은,
제1 투명 기판, 상기 제1 투명 기판 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 이온 스토리지층, 상기 이온 스토리지층 상의 전해질층, 상기 전해질층 상의 전기변색물질층, 상기 전기변색물질층 상의 제2 전극, 및 상기 제2 전극 상의 제2 투명 기판을 포함하는 광 셔터이며,
상기 제1 및 제2 전극들에 인가되는 전압 레벨을 조절하여 물리적인 이동 없이 상기 광 셔터의 광 투과율이 제어되고,
상기 분배부는,
상기 제1 광 신호를 일정한 분포로 분산시키는 입사부, 및 분산된 상기 제1 광 신호를 분산 각도에 따라 균등한 광량을 가지도록 부분적으로 반사시켜 방향을 바꾸어 주는 복수의 반사부들을 포함하며,
상기 입사부 및 반사부들 각각은 광의 손실을 방지하기 위해 금속 또는 유전체 박막으로 코팅되고,
상기 시료들 각각과 상기 발색시약들 각각을 혼합하는 혼합부; 및
상기 발색시약들 각각과 혼합된 상기 시료들 각각을 복수의 측정용 셀들로 이송하는 이송부를 더 포함하는 다채널 수질오염 측정 장치.A light provider for providing light having a plurality of wavelengths in at least one of a plurality of specimens respectively colored by one of a plurality of coloring reagents; And
And an optical meter for measuring the absorbance of at least one selected sample among the plurality of samples,
The optical transmitter includes:
A multi-wavelength light source for generating a first optical signal having the plurality of wavelengths;
And a second optical signal output unit for outputting the first optical signal and the second optical signal, wherein the second optical signal comprises an optical signal, an input terminal for receiving the first optical signal, a distributor for generating a plurality of second optical signals by equally distributing the received first optical signal, An optical splitter including a plurality of output terminals for outputting the respective output signals; And
A plurality of shutters coupled to the plurality of output terminals, respectively, for selectively controlling an output of the plurality of second optical signals based on a control signal,
The optical measuring device includes:
A light collector for receiving at least one collection light from the at least one selection sample provided with the second optical signal; And
And a broadband detector for measuring the absorbance of the at least one selected sample based on the at least one collected light to determine the presence or absence of contaminants,
The plurality of wavelengths of the first optical signal are wavelengths within the range of 200 to 900 nm,
Wherein each of the plurality of shutters includes:
A first electrode on the first transparent substrate, an ion storage layer on the first electrode, an electrolyte layer on the ion storage layer, an electrochromic material layer on the electrolyte layer, a second electrode on the electrochromic material layer, And a second transparent substrate on the second electrode,
The light transmittance of the optical shutter is controlled without a physical movement by adjusting a voltage level applied to the first and second electrodes,
Wherein the distributor comprises:
And a plurality of reflectors for partially reflecting the dispersed first optical signals so as to have a uniform amount of light according to dispersion angles and changing directions of the first optical signals,
Each of the incident portion and the reflection portion is coated with a metal or dielectric thin film to prevent light loss,
A mixing unit for mixing each of the samples with each of the coloring reagents; And
Further comprising a transfer unit for transferring each of the samples mixed with each of the coloring reagents to a plurality of cells for measurement.
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