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KR102223821B1 - 다종 가스 측정 장치 - Google Patents

다종 가스 측정 장치 Download PDF

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KR102223821B1
KR102223821B1 KR1020190022054A KR20190022054A KR102223821B1 KR 102223821 B1 KR102223821 B1 KR 102223821B1 KR 1020190022054 A KR1020190022054 A KR 1020190022054A KR 20190022054 A KR20190022054 A KR 20190022054A KR 102223821 B1 KR102223821 B1 KR 102223821B1
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gas
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housing
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주식회사 템퍼스
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Abstract

본 발명은 광학적으로 다양한 종류의 가스를 측정할 수 있게 하는 다종 가스 측정 장치에 관한 것으로서, 광을 조사할 수 있는 발광부; 상기 광의 일부분을 수광할 수 있는 제 1 수광부; 상기 광의 다른 일부분을 수광할 수 있는 제 2 수광부; 및 내부에 광 공동이 형성되고, 일측에 대상 가스가 유입될 수 있도록 적어도 하나의 가스 유입구가 형성되며, 상기 발광부로부터 제 1 길이의 광경로를 갖는 제 1 광이 상기 제 1 수광부로 수광되어 제 1 가스를 검출할 수 있고, 상기 제 1 광의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 2 길이의 광경로를 갖는 제 2 광이 상기 제 2 수광부로 수광되어 제 2 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 1 반사면이 형성되는 다중 반사 하우징;을 포함할 수 있다.

Description

다종 가스 측정 장치{Multi gas sensing apparatus}
본 발명은 다종 가스 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학적으로 다양한 종류의 가스를 측정할 수 있게 하는 다종 가스 측정 장치에 관한 것이다.
가스 센서는 특정 가스의 농도 등을 측정하는 센서이다. 특정 가스의 농도를 측정하는 방식은 전기 화학적 반응에 의한 박막의 전기 전도도의 변화를 측정하는 전기 화학 방식과 특성 흡수선을 조사하고, 흡수된 광량을 측정하여 가스 농도를 측정하는 광학 방식(NDIR, Non-dispersive Infra-Red)이 있다.
이러한 전기 화학 방식은 비교적 저가이며 소형화 할 수 있지만 온도 및 습도에 따라 크게 변화하여 신뢰성이 낮으며, 광학 방식은 적외선 조사부와 센서부와, 도파관부 등으로 구성되어 크기가 크며, 측정하는데 걸리는 시간이 길고 소비전력이 큰 문제가 있어서, 저가이면서 신속한 측정을 구현할 수 있는 가스 센서를 구현하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.
특히, 종래의 광학 방식의 가스 측정 장치는, 하나의 광원으로 한 종류의 가스만 측정할 수 있는 것으로서, 복수개의 가스를 검출하기 위해서는 각각 복수개의 광원 및 센서를 사용해야 했었고, 광원 및 센서의 개수만큼 도파관의 개수도 증가하여 제작 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 측정하고자 하는 가스의 종류나 측정하고자 하는 가스의 최대 농도 등에 따라 광 경로의 최소 측정 거리가 모두 다르기 때문에 종래에는 복수개의 광원을 사용해야 하는 것은 물론이고, 각각의 광원에서 발생되는 광 경로에 최소 측정 거리에 맞추어서 짧은 거리의 도파관과 긴 거리의 도파관 등 가스 종류별 도파관의 길이가 모두 다르게 제작되었다.
이로 인하여 다종의 가스를 측정하기 위해서는 광원 및 도파관 등 부품의 개수가 늘어나고, 구조가 복잡해지는 등 제작 비용과 크기가 크게 증대되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 단일 광원을 이용하여 다종의 가스를 측정할 수 있고, 내부의 다각 반사면을 갖는 다중 반사 하우징을 이용하여 다양한 길이의 광 경로를 구현함으로써 다양한 종류 및 다양한 농도의 가스를 종류별로 동시에 측정할 수 있으며, 다각 통체 내부에서 광 경로가 마치 통체 중심을 기준으로 별모양으로 반사될 수 있기 때문에 공간 활용도가 매우 높고, 가스 측정을 위한 파장 대역의 광만 통과시키고 나머지 광들은 반사시킬 수 있는 부분 반사형 필터를 사용하여 광 측정에 대한 정밀도와 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 다종 가스 측정 장치를 제공하고자 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 다종 가스 측정 장치는, 광을 조사할 수 있는 발광부; 상기 광의 일부분을 수광할 수 있는 제 1 수광부; 상기 광의 다른 일부분을 수광할 수 있는 제 2 수광부; 및 내부에 광 공동이 형성되고, 일측에 대상 가스가 유입될 수 있도록 적어도 하나의 가스 유입구가 형성되며, 상기 발광부로부터 제 1 길이의 광경로를 갖는 제 1 광이 상기 제 1 수광부로 수광되어 제 1 가스를 검출할 수 있고, 상기 제 1 광의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 2 길이의 광경로를 갖는 제 2 광이 상기 제 2 수광부로 수광되어 제 2 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 1 반사면이 형성되는 다중 반사 하우징;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다종 가스 측정 장치는, 상기 광의 또 다른 일부분을 수광할 수 있는 제 3 수광부;를 더 포함하고, 상기 다중 반사 하우징은, 상기 제 2 광의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 3 길이의 광경로를 갖는 제 3 광이 상기 제 3 수광부로 수광되어 제 3 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 2 반사면이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 다중 반사 하우징은, 내부에 복수개의 반사면들이 원주면을 따라 형성되고, 일측면 중앙부에 상기 가스 유입구가 형성되는 전체적으로 다각통 형상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 다중 반사 하우징은, 12각 통체일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 다중 반사 하우징은, 상기 발광부에서 발생된 상기 광의 주발광축을 직선 방향으로 유도할 수 있도록 일측에 상기 발광부로부터 연장되는 직광 유도부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 광의 주발광축은 상기 제 1 광이 상기 제 1 반사면에 제 1 각도로 경사지게 입사될 수 있도록 상기 다중 반사 하우징의 중심축으로부터 제 1 편심 거리만큼 편심될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 수광부는, 상기 제 1 광들 중 제 1 밴드 대역 파장의 광들만 통과시키는 제 1 필터; 및 상기 제 1 필터에서 통과된 광들의 특성을 측정하는 가스 측정 소자;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 필터는, 상기 제 1 광의 일부는 통과 또는 흡수시키고, 다른 일부는 제 2 반사면 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 제 1 반사면을 대신하거나 상기 제 1 반사면과 동일한 각도로 설치되는 부분 반사형 필터일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 필터의 중심축과 상기 가스 측정 소자의 중심축은 상기 발광부의 광경로상에 위치될 수 있도록 센서 하우징의 중심축을 기준으로 제 2 편심 거리만큼 편심되게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 수광부는, 상기 다중 반사 하우징의 원주면에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 수광부는, 상기 다중 반사 하우징의 내부 상측에 형성된 유도 반사면에 의해 하측으로 유도된 상기 제 1 광을 수광할 수 있도록 상기 다중 반사 하우징의 하측면에 설치될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단일 광원을 이용하여 다종의 가스를 측정할 수 있고, 내부의 다각 반사면을 갖는 다중 반사 하우징을 이용하여 다양한 길이의 광 경로를 구현함으로써 다양한 종류 및 다양한 농도의 가스를 종류별로 동시에 측정할 수 있으며, 다각 통체 내부에서 광 경로가 마치 통체 중심을 기준으로 별모양으로 반사될 수 있기 때문에 공간 활용도가 매우 높고, 가스 측정을 위한 파장 대역의 광만 통과시키고 나머지 광들은 반사시킬 수 있는 부분 반사형 필터를 사용하여 광 측정에 대한 정밀도와 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다종 가스 측정 장치를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 다종 가스 측정 장치를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 도 1의 다종 가스 측정 장치를 나타내는 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 다종 가스 측정 장치를 나타내는 횡단면도이다.
도 5는 도 1의 다종 가스 측정 장치의 제 1 필터의 광 투과 상태를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다종 가스 측정 장치(100)를 나타내는 외관 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 다종 가스 측정 장치(100)를 나타내는 종단면도이고, 도 3은 도 1의 다종 가스 측정 장치(100)를 나타내는 횡단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다종 가스 측정 장치(100)는, 발광부(10)와, 복수개의 수광부(20, 30, 40, 50, 60)들 및 다중 반사 하우징(70)을 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(10)는, 광을 조사할 수 있는 광학식 가스 센서의 광원(Light source)을 포함하는 것으로서, 예를 들면, 적외광 등의 특정 대역의 파장의 빛을 발광할 수 있는 LED나 전구 등의 구조체일 수 있다. 예컨대, 전구 등의 필라멘트는 다이아프램 및 상기 다이아프램 상에 형성된 금속 저항 패턴으로 구성될 수도 있다. 이외에도, 상기 발광부(10)는 MEMS 구조체일 수 있으며, 예를 들어, 기판에 수직하게 신장하는 브릿지 구조체 상에 가로질러 배치될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 발광부(10)에서 발광된 광을 상기 다중 반사 하우징(70) 방향으로 유도할 수 있도록 오목한 미러 구조체 등이 추가로 설치될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 수광부(20)는, 상기 광의 일부분을 수광할 수 있고, 상기 제 2 수광부(30)는, 상기 광의 다른 일부분을 수광할 수 있으며, 상기 제 3 수광부(40), 상기 제 4 수광부(50), 제 5 수광부(60) 역시 마찬가지로 상기 광의 일부분을 수광하여 각각의 가스들이 흡수한 파장 대역대의 광을 검출함으로써 가스의 종류를 측정할 수 있는 가스 센서들일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 가스 센서들은 상술된 단일 발광부(10)에서 발광된 광들을 이용하는 센서들일 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 가스 센서들은 빛의 파장을 감지하는 센서는 물론이고, 이외에도 열 감지형 광 검출기일 수 있으며, 더욱 구체적으로, 광 에너지에 의해 발생하는 온도 차이를 측정하는 열전 소자인 써모파일센서, 또는 파이로센서를 포함할 수 있다.
이외에도, 상기 가스 센서들은 매우 다양한 방식의 모든 가스 측정용 센서들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 하나의 상기 발광부(10)에서 발생된 광을 상술된 각각의 상기 제 1 수광부(20), 상기 제 2 수광부(30), 상기 제 3 수광부(40), 상기 제 4 수광부(50), 제 5 수광부(60)로 전달하기 위한 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 내부에 광 공동(A)이 형성되고, 일측에 대상 가스가 유입될 수 있도록 적어도 하나의 가스 유입구(70a)가 형성될 수 있다.
따라서, 측정의 대상이 되는 대상 가스는 상기 가스 유입구(70a)를 통해서 상기 광 공동(A)에 유입될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다중 반사 하우징은, 내부에 복수개의 반사면이 형성되는 것으로서, 상기 발광부(10)로부터 제 1 길이의 광경로를 갖는 제 1 광(L1)이 상기 제 1 수광부(20)로 수광되어 제 1 가스를 검출할 수 있고, 상기 제 1 광(L1)의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 2 길이의 광경로를 갖는 제 2 광(L2)이 상기 제 2 수광부(30)로 수광되어 제 2 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 1 반사면(F1)(F2)(F3)이 형성될 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 수광부(20)가 제 1 길이의 상기 제 1 광(L1)을 검출하고, 나머지는 상기 제 1 반사면(F1)(F2)(F3)을 이용하여 3회 내부 반사됨으로써 상기 제 2 수광부(20)가 제 2 길의 상기 제 2 광(L2)을 검출할 수 있다.
즉, 측정하고자 하는 가스의 종류나 농도 등에 따라 최적의 광 경로의 길이를 내부 반사를 이용하여 설정하고 하나의 단일 광원으로 광 경로의 측정 길이가 서로 다른 다양한 종류의 가스나 농도를 측정할 수 있다.
이와 마찬가지로, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 상기 제 2 광(L2)의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 3 길이의 광경로를 갖는 제 3 광(L3)이 상기 제 3 수광부(40)로 수광되어 제 3 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 2 반사면(F4)(F5)(F6)이 형성될 수 있다.
또한, 마찬가지로, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 상기 제 3 광(L3)의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 4 길이의 광경로를 갖는 제 4 광(L4)이 상기 제 4 수광부(50)로 수광되어 제 4 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 3 반사면(F7)(F8)(F9)이 형성될 수 있다.
또한, 마찬가지로, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 상기 제 5 수광부(60)가 제 4 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 4 반사면(F10)이 형성될 수 있다.
그러나, 이러한 본 발명의 상기 다중 반사 하우징(70)은, 도면에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 상기 수광부가 다양한 개수의 가스의 종류나 농도를 측정할 수 있도록 다양한 센서 개수나 다양한 형태나 다양한 반사면을 가진 모든 반사 구조체가 적용될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 내부에 복수개의 반사면들이 원주면을 따라 형성되고, 일측면 중앙부에 상기 가스 유입구(70a)가 형성되는 전체적으로 다각통 형상인 것으로서, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 구조적인 안정과 광 효율을 고려하여 12각 통체일 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다중 반사 하우징(70)은, 상기 발광부(10)에서 발생된 상기 광의 주발광축을 직선 방향으로 유도할 수 있도록 일측에 상기 발광부(10)로부터 연장되는 직광 유도부(71)가 형성될 수 있다.
따라서, 이러한 상기 직광 유도부(71)를 이용하여 내부 광반사의 각도를 정확하게 유지할 수 있다.
즉, 내부 광반사가 상기 광 공동(A)의 중심을 기준으로 마치 별 모양으로 이루어질 수 있도록 상기 광의 주발광축은 상기 제 1 광(L1)이 상기 제 1 반사면(F1)에 제 1 각도(K1)로 경사지게 입사될 수 있도록 상기 다중 반사 하우징(70)의 중심축으로부터 제 1 편심 거리(S1)만큼 편심될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 각도(K1)은 대략 10도 내지 20도일 수 있고, 더욱 바람직하기로는 15도일 수 있다.
또한, 상기 제 1 편심 거리(S1)는 상기 제 1 각도(K1)와 상기 다중 반사 하우징(70)의 규격에 따라 최적화될 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(10)에서 조사된 빛은 상기 다중 반사 하우징(70)의 내부 반사면들(F1~F10)에 의해 상기 다중 반사 하우징(70)의 중심을 기준으로 마치 별모양처럼 왕복하면서 수차례 반사될 수 있고, 그 과정에서 필요한 광경로의 길이에 따라 복수개의 상기 수광부(10~60)가 가스의 종류를 측정할 수 있다.
그러므로, 단일 광원을 이용하여 다종의 가스를 측정할 수 있고, 내부의 다각 반사면을 갖는 다중 반사 하우징을 이용하여 다양한 길이의 광 경로를 구현함으로써 다양한 종류 및 다양한 농도의 가스를 종류별로 동시에 측정할 수 있으며, 다각 통체 내부에서 광 경로가 마치 통체 중심을 기준으로 별모양으로 반사될 수 있기 때문에 공간 활용도가 매우 높아서 최소한의 컴팩트한 사이즈로도 복수개의 가스의 종류나 농도를 정확하게 동시 측정할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 수광부(20)는, 상기 제 1 광(L1)들 중 제 1 밴드 대역 파장의 광들만 통과시키는 제 1 필터(21)와, 상기 제 1 필터(21)에서 통과된 광들의 특성을 측정하는 가스 측정 소자(22) 및 상기 가스 측정 소자(22)를 수용하는 센서 하우징(23)을 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 필터(21)는, 상기 제 1 광(L1)의 일부는 통과 또는 흡수시키고, 다른 일부는 제 2 반사면(F2) 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 제 1 반사면(F1)을 대신하거나 상기 제 1 반사면(F1)과 동일한 각도로 설치되는 부분 반사형 필터일 수 있다.
도 5는 도 1의 다종 가스 측정 장치(100)의 제 1 필터(21)의 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 부분 반사형 필터는, 특정 대역의 광, 즉 대략 4.35 마이크로미터 대역대의 광을 통과시키는 광학적 밴드 패스 필터로서, 그래프에 도시된 바와 같이, 4.35 마이크로미터 대역대의 광은 통과시키지만, 나머지 광들은 대략 60 퍼센트 내지 90 퍼센트를 반사시킬 수 있는 필터일 수 있다.
따라서, 이러한 다양한 대역대의 광을 흡수하여 통과시키는 다양한 종류의 광학적 밴드 패스 필터를 반사면으로 활용하고, 통과된 빛을 감지함으로써 단일 광원으로부터 다양한 종류의 가스나 가스 농도를 측정할 수 있다.
그러므로, 가스 측정을 위한 파장 대역의 광만 통과시키고 나머지 광들은 반사시킬 수 있는 상기 부분 반사형 필터를 사용하여 광 측정에 대한 정밀도와 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 필터(21)의 중심축과 상기 가스 측정 소자의 중심축은 상기 발광부의 광경로상에 위치될 수 있도록 센서 하우징(23)의 중심축을 기준으로 제 2 편심 거리(S2)만큼 편심되게 형성될 수 있다.
따라서, 이러한 상기 제 2 편심 거리(S2)를 이용하여 중심축을 광경로상에 취치시킴으로써 센서의 광 측정 효율과 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 수광부(20)는, 상기 다중 반사 하우징(70)의 원주면에 설치될 수 있다.
따라서, 상기 발광부(10)에서 조사된 빛은 상기 제 1 수광부(20)를 직접 수광될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 다종 가스 측정 장치(200)를 나타내는 횡단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 다종 가스 측정 장치(200)의 상기 다중 반사 하우징(70)은, 설치 환경이나 광경로의 길이를 늘려야 하는 등의 추가적인 필요성을 고려하여 내부에 별도의 유도 반사면(C)을 형성하는 것도 가능하다.
따라서, 상기 제 1 수광부(20)는, 상기 다중 반사 하우징(70)의 내부 상측에 형성된 상기 유도 반사면(C)에 의해 하측으로 유도된 상기 제 1 광(L1)을 수광할 수 있도록 상기 다중 반사 하우징(70)의 하측면에 설치될 수 있다.
그러므로, 상술된 상기 반사면들(F1~F10) 이외에도 다양한 유도 반사면(C)들을 형성하여 광경로의 길이를 보다 정밀하게 하거나 측정 환경 등에 맞추어서 최적화되게 설계될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 발광부
20: 제 1 수광부
21: 제 1 필터
22: 가스 측정 소자
23: 센서 하우징
30: 제 2 수광부
40: 제 3 수광부
50: 제 4 수광부
60: 제 5 수광부
70: 다중 반사 하우징
L1: 제 1 광
L2: 제 2 광
L3: 제 3 광
A: 광 공동
70a: 가스 유입구
71: 직광 유도부
K1: 제 1 각도
S1: 제 1 편심 거리
S2: 제 2 편심 거리
C: 유도 반사면
100, 200: 다종 가스 측정 장치

Claims (11)

  1. 광을 조사할 수 있는 발광부;
    상기 광의 일부분을 수광할 수 있는 제 1 수광부;
    상기 광의 다른 일부분을 수광할 수 있는 제 2 수광부; 및
    내부에 광 공동이 형성되고, 일측에 대상 가스가 유입될 수 있도록 적어도 하나의 가스 유입구가 형성되며, 상기 발광부로부터 제 1 길이의 광경로를 갖는 제 1 광이 상기 제 1 수광부로 수광되어 제 1 가스를 검출할 수 있고, 상기 제 1 광의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 2 길이의 광경로를 갖는 제 2 광이 상기 제 2 수광부로 수광되어 제 2 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 1 반사면이 형성되는 다중 반사 하우징;
    을 포함하고,
    상기 제 1 수광부는,
    상기 제 1 광들 중 제 1 밴드 대역 파장의 광들만 통과시키는 제 1 필터; 및
    상기 제 1 필터에서 통과된 광들의 특성을 측정하는 가스 측정 소자;
    를 포함하고,
    상기 제 1 필터는, 상기 제 1 광의 일부는 통과 또는 흡수시키고, 다른 일부는 제 2 반사면 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 제 1 반사면을 대신하거나 상기 제 1 반사면과 동일한 각도로 설치되는 부분 반사형 필터인, 다종 가스 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광의 또 다른 일부분을 수광할 수 있는 제 3 수광부;
    를 더 포함하고,
    상기 다중 반사 하우징은,
    상기 제 2 광의 일부분이 적어도 1회 이상 반사되어 제 3 길이의 광경로를 갖는 제 3 광이 상기 제 3 수광부로 수광되어 제 3 가스를 검출할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 제 2 반사면이 형성되는, 다종 가스 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 반사 하우징은,
    내부에 복수개의 반사면들이 원주면을 따라 형성되고, 일측면 중앙부에 상기 가스 유입구가 형성되는 전체적으로 다각통 형상인, 다종 가스 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다중 반사 하우징은, 12각 통체인, 다종 가스 측정 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 반사 하우징은,
    상기 발광부에서 발생된 상기 광의 주발광축을 직선 방향으로 유도할 수 있도록 일측에 상기 발광부로부터 연장되는 직광 유도부가 형성되는, 다종 가스 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광의 주발광축은 상기 제 1 광이 상기 제 1 반사면에 제 1 각도로 경사지게 입사될 수 있도록 상기 다중 반사 하우징의 중심축으로부터 제 1 편심 거리만큼 편심되는, 다종 가스 측정 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터의 중심축과 상기 가스 측정 소자의 중심축은 상기 발광부의 광경로상에 위치될 수 있도록 센서 하우징의 중심축을 기준으로 제 2 편심 거리만큼 편심되게 형성되는, 다종 가스 측정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수광부는, 상기 다중 반사 하우징의 원주면에 설치되는, 다종 가스 측정 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수광부는, 상기 다중 반사 하우징의 내부 상측에 형성된 유도 반사면에 의해 하측으로 유도된 상기 제 1 광을 수광할 수 있도록 상기 다중 반사 하우징의 하측면에 설치되는, 다종 가스 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532071A (ja) * 2000-04-26 2003-10-28 センセエアー アーベー ガスセル
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090004271A (ko) * 2007-07-06 2009-01-12 전자부품연구원 광학식 가스센서
KR101975134B1 (ko) * 2015-01-19 2019-05-03 엔테그리스, 아이엔씨. 적외선 및 자외선 모니터링을 위한 작은 부피, 긴 경로길이의 다중-통과 기체 셀

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532071A (ja) * 2000-04-26 2003-10-28 センセエアー アーベー ガスセル
JP2006153815A (ja) 2004-12-01 2006-06-15 Japan Aerospace Exploration Agency ガス成分・濃度測定方法及び装置

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