KR102725529B1 - Mobile Spectrum Meter - Google Patents
Mobile Spectrum Meter Download PDFInfo
- Publication number
- KR102725529B1 KR102725529B1 KR1020230032913A KR20230032913A KR102725529B1 KR 102725529 B1 KR102725529 B1 KR 102725529B1 KR 1020230032913 A KR1020230032913 A KR 1020230032913A KR 20230032913 A KR20230032913 A KR 20230032913A KR 102725529 B1 KR102725529 B1 KR 102725529B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- spectrum
- half mirror
- linear
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 32
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/02—Mechanical
- G01N2201/022—Casings
- G01N2201/0222—Pocket size
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
기존의 소형 스펙트러미터에는 광원, 상기 광원을 분광하는 분광부 및
상기 분광부에서 분광된 광원을 선택하여 샘플에 조사하는 광파장 선택기의 구성이필수적이었다. 그러나 모바일 스펙트럼 측정기에서 움직이는 구성은 고장의 원인이될 수 있다. 본 출원 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 광원; 및 상기 광원의광을 모아주는 집광렌즈; 및 상기 집광렌즈에서 집광관 광원을 분광하는 분광기;
및 상기 분광기에서 나온 분광을 직선광으로 바꿔주는 직선광렌즈; 및 상기 직선광으로 바뀐 분광을 샘플로 입사하는 측정광과 광의 세기를 측정하여 비교하기위한레퍼런스 광으로 나누는 하프미러; 및 상기 하프미러를 통과한 측정광이 측정 샘플을 투과한 후 감소된 파장별 광을 측정하는 복수계의 광센서어레이를 구비한 리니어스펙트럼측정부; 및 상기 하프미러에서 반사된 분광을 측정함으로써 상기 측정부에서 측정한 광의 세기와 비교하기위한 레퍼런스측정부를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 리니어스펙트럼측정부를 구비하여 별도의 광파장선택기를 사용하지 않고, 측정하고자 하는 파장 전체를 동식에 측정함 으로써 광파장선택기와 같이 측정을 위하여 움직여야하는 부품을 사용하지 않고 한 번에전체 파장을 동시에 측정할 수 있는 효과가 있는 발명을 제공한다.A conventional compact spectrometer consists of a light source, a spectrometer that disperses the light source, and
The configuration of a wavelength selector that selects the light source dispersed in the above-mentioned spectrometer and irradiates the sample with it was essential. However, a moving configuration in a mobile spectrum measuring instrument may cause a malfunction. The present invention is directed to solving this problem by providing a light source; a collecting lens that collects the light from the light source; and a spectrometer that disperses the light source from the collecting lens;
And a linear light lens which changes the spectrum from the spectrometer into linear light; And a half mirror which divides the spectrum changed into linear light into a measurement light incident on a sample and a reference light for measuring and comparing the intensity of the light; And a linear spectrum measuring unit which has a plurality of optical sensor arrays which measure the reduced wavelength light after the measurement light passing through the half mirror passes through the measurement sample; And a reference measuring unit which measures the spectrum reflected from the half mirror and compares it with the intensity of the light measured by the measuring unit.
By providing an invention having a linear spectrum measuring unit according to the configuration of the invention as described above, the invention measures the entire wavelength to be measured simultaneously without using a separate optical wavelength selector, thereby providing an invention having the effect of measuring the entire wavelength simultaneously at one time without using parts that must be moved for measurement, such as an optical wavelength selector.
Description
대기 및 수질 오염의 증가와 나노입자의 대기 및 수질의 증가로 인한, 이동형 검사 및 측정 장치가 증가하고 있다. 그럼에도 핵심 기술인 소형 스펙트러 미터의 보급이 부족한 실정이다. 본 출원 발명은 보급형 소형 스펙트러 미터에 관한 기술이다. 더욱 자세하게는 분광기 방식의 소형 스펙트러 미터에 관한 기술이다. Due to the increase in air and water pollution and the increase in the air and water quality of nanoparticles, mobile inspection and measurement devices are increasing. However, the distribution of compact spectrometers, which are core technologies, is insufficient. The present invention relates to a technology for a compact spectrometer for distribution. More specifically, it relates to a technology for a compact spectrometer of a spectrometer type.
본 출원 발명 이전의 선행기술로 모바일 앱 기반의 분광 분석 장치 및 이를 사용한 분광 분석 시스템이 개시되어 있다. 이 기술은 측정대상물체에 빛을 조사해서 상기 측정대상물체로부터 반사된 빛을 수신하여 파장별로 분리하고 분리된 파장의 빛을 전기신호로 변환하여 원시 스펙트럼 데이터를 출력하는 측정 광학부, 상기 측정 광학부로부터 출력되는 상기 원시 스펙트럼을 수신하여 신호처리를 하기 위한 모바일 앱이 장착된 외부의 모바일기기와의 무선통신을 제공하기 위한 무선통신부, 및 상기 측정 광학부 및 상기 무선통신부를 제어하여 상기 무선통신을 통해 상기 측정 광학부로부터 상기 모바일기기로 상기 원시 스펙트럼 데이터를 송신하기 위한 마이크로프로세서를 포함하여 구성된다.As a prior art prior to the invention of the present application, a mobile app-based spectroscopic analysis device and a spectroscopic analysis system using the same are disclosed. This technology comprises a measuring optical unit that irradiates light onto a measurement target object, receives light reflected from the measurement target object, separates the light by wavelength, converts the light of the separated wavelengths into electrical signals to output raw spectrum data, a wireless communication unit that provides wireless communication with an external mobile device equipped with a mobile app for receiving the raw spectrum output from the measurement optical unit and performing signal processing, and a microprocessor that controls the measurement optical unit and the wireless communication unit to transmit the raw spectrum data from the measurement optical unit to the mobile device through the wireless communication.
본 발명의 출원 이전의 또 다른 선행기술로 이미지센서 및 그의 동작 방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는 광 분산 기술로서 나노포토닉스 기술을 이용하여 메타표면과 브래그 필터(Bragg filter)를 포함하며, 각각의 메타표면은 큰 입력 각도를 생성하기 위해 랜덤화될 수 있는 광 산란 나노구조포함한다.Another prior art prior to the filing of the present invention discloses a technology relating to an image sensor and its operating method. The technology uses nanophotonics technology as a light scattering technology, and includes a metasurface and a Bragg filter, each metasurface including a light scattering nanostructure that can be randomized to generate a large input angle.
기존의 소형 스펙트러미터에는 광원, 상기 광원을 분광하는 분광부 및 상기 분광부에서 분광된 광원을 선택하여 샘플에 조사하는 광파장 선택기의 구성이 필수적이었다.Conventional compact spectrometers are essentially composed of a light source, a spectrometer that disperses the light source, and a wavelength selector that selects the light source dispersed by the spectrometer and irradiates it onto a sample.
비어람베르트 법칙을 이용하여 샘플에 입사되는 파장별 광원의 크기를 측정하고 샘플에서 투과되어 나오는 파장별 광원의 크기를 각각 측정하여 비교함으로써 샘플에 포함된 물질의 성분을 분리하는 방법이다.This is a method of separating the components of a substance contained in a sample by measuring the size of a light source of each wavelength incident on a sample using the Beer-Lambert law and comparing the sizes of the light source of each wavelength transmitted through the sample.
상기 방법에서는 광파장 선택기의 구성이 필수적이며, 상기 광파장 선택기는 고정형이 아닌 움직이는 형태를 사용하여야 어려 파장의 광을 선택하여 샘플을 검사할 수 있다. 따라서, 움직이는 부품이 사용되기 때문에 주기적으로 파장 선택기의 위치를 조절하거나, 수리할 필요가 있다.In the above method, the configuration of an optical wavelength selector is essential, and the optical wavelength selector must be of a moving type rather than a fixed type so that light of a specific wavelength can be selected to examine the sample. Therefore, since moving parts are used, it is necessary to periodically adjust the position of the wavelength selector or repair it.
또한, 상기와 같은 형태의 스펙트러미터는 상기 샘플에 포함된 입자의 개수를 검사할 수 없는 구조이다.In addition, a spectrometer of the above type is structured in a way that it cannot examine the number of particles contained in the sample.
본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 다음의 과제해결 수단을 제공한다.The present invention seeks to solve the above problems by providing the following problem-solving means.
광원; 및light source; and
상기 광원의 광을 모아주는 집광렌즈; 및A collecting lens that collects light from the above light source; and
상기 집광렌즈에서 집광관 광원을 분광하는 분광기; 및A spectrometer that disperses the light source from the collecting lens; and
상기 분광기에서 나온 분광을 직선광으로 바꿔주는 직선광렌즈; 및A linear light lens that converts the spectrum from the above spectrometer into linear light; and
상기 직선광으로 바뀐 분광을 샘플로 입사하는 측정광과 광의 세기를 측정하여 비교하기위한 레퍼런스 광으로 나누는 하프미러; 및A half mirror that divides the spectrum converted into the above straight light into a measurement light incident on the sample and a reference light for measuring and comparing the intensity of the light; and
상기 하프미러를 통과한 측정광이 측정 샘플을 투과한 후 감소된 파장별 광을 측정하는 복수계의 광센서어레이를 구비한 리니어스펙트럼측정부; 및A linear spectrum measurement unit having a plurality of optical sensor arrays that measure the reduced wavelength light after the measurement light passing through the above half mirror passes through the measurement sample; and
상기 하프미러에서 반사된 분광을 측정함으로써 상기 측정부에서 측정한 광의 세기와 비교하기위한 레퍼런스측정부를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.A mobile spectrum measuring device is provided, characterized by having a reference measuring unit for comparing the intensity of light measured by the measuring unit with the intensity of light reflected from the half mirror.
또한, 상기 하프미러에서 반사된 분광과 레퍼런스측정부 사이에 입자측정샘플홀더를 더 구비하여 상기 하프미러에서 반사된 분광이 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광을 상기 측정부에서 측정함으로써 상기 샘플에 포함된 입자의 양을 측정하는 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.In addition, a mobile spectrum measuring device is provided, characterized in that a particle measurement sample holder is further provided between the spectrum reflected from the half mirror and the reference measuring unit, and the spectrum reflected from the half mirror is incident on a sample provided in the particle measurement sample holder and collides with particles present inside, thereby measuring scattered light generated by the measuring unit, thereby measuring the amount of particles included in the sample.
또한, 상기 하프미러에서 통과한 후 상기 측정부에 광이 도달하는 거리와 상기 하프미러에서 반사된 후 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광이 상기 측정부에 도달하는 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.In addition, a mobile spectrum measuring device is provided, characterized in that the distance at which light reaches the measuring section after passing through the half mirror and the distance at which scattered light reaches the measuring section after being reflected from the half mirror and is generated by striking a sample provided in the particle measuring sample holder and colliding with particles present inside are different.
또한, 상기 하프미러에서 통과한 후 상기 측정부에 광이 도달하는 거리와 상기 하프미러에서 반사된 후 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광이 상기 측정부에 도달하는 거리가 더 길고, 상기 광원에서 광원이 펄스 형태로 발생하는 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.In addition, a mobile spectrum measuring device is provided, characterized in that the distance at which light reaches the measuring section after passing through the half mirror and the distance at which scattered light, which is generated by being reflected from the half mirror and then incident on a sample provided in the particle measuring sample holder and colliding with particles present inside, reaches the measuring section is longer, and the light source is generated in the form of pulses from the light source.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 본 출원 발명은 리니어스펙트럼측정부를 구비하여 별도의 광파장선택기를 사용하지 않고, 측정하고자 하는 파장 전체를 동식에 측정함으로써 광파장선택기와 같이 측정을 위하여 움직여야하는 부품을 사용하지 않고 한번에 전체 파장을 동시에 측정할 수 있는 효과가 있는 발명을 제공한다.By the composition of the invention as described above, the present invention provides an invention that has the effect of simultaneously measuring the entire wavelength at one time without using a separate optical wavelength selector by having a linear spectrum measuring unit and simultaneously measuring the entire wavelength to be measured without using a separate optical wavelength selector, thereby simultaneously measuring the entire wavelength at one time without using a part that must be moved for measurement, such as an optical wavelength selector.
또한, 본 출원 발명의 독특한 구조를 활용하여 하프미러와 레퍼런스 측정부 사이에 입자측정샘플홀더를 더 구비하여 상기 위치에 샘플이 구비되는 경우에 각도를 주어 입사되는 레퍼런스광원에 의하여 샘플 속에 포함된 입자에 의하여 발생하는 산란광을 상기 레퍼런스 측정부와 각도를 주어 설치된 측정부에서 측정할 수 있도록 함으로서 하나의 측정장치로 샘플의 성분을 측정하고, 상기 샘플에 포함된 나노 입자 등을 계수할 수 있는 수단을 제공하는 효과가 있다.In addition, by utilizing the unique structure of the present invention, a particle measurement sample holder is further provided between the half mirror and the reference measurement unit, so that when a sample is provided at the above position, scattered light generated by particles included in the sample by a reference light source incident at an angle can be measured by the measurement unit installed at an angle to the reference measurement unit, thereby providing a means for measuring the components of the sample and counting nanoparticles, etc. included in the sample with a single measurement device.
도 1은 본 발명인 모바일 스펙트러 미터의 내부 구성도이다.
도 2은 기존의 소형 스페트러 미터의 동작 구조이다.
도 3은 본 발명의 시작품 제작을 위한 실험 장치 구성도이다.
도 4는 본 발명의 동작 구조도 이다.
도 5는 본 발명으로 샘플에 포함된 입자를 측정하는 구조도 이다.Figure 1 is a diagram showing the internal configuration of the mobile spectrometer of the present invention.
Figure 2 shows the operating structure of a conventional small spectrometer.
Figure 3 is a diagram of an experimental device for manufacturing a prototype of the present invention.
Figure 4 is a diagram of the operating structure of the present invention.
Figure 5 is a structural diagram for measuring particles included in a sample according to the present invention.
상기와 같은 발명의 작용효과를 도면을 활용하여 설명하면 다음과 같다.The effects of the invention described above are explained using drawings as follows.
도 1은 본 발명인 모바일 스펙트러 미터의 외관과 내부 구성도이다. 직사각형 형태의 외관으로 구성되며, 내부에 광원과 반사부 및 분광기 등을 구비하고 있다.Figure 1 is a diagram showing the exterior and internal configuration of the mobile spectrometer of the present invention. It has a rectangular exterior and is equipped with a light source, a reflector, and a spectrometer inside.
도 2은 기존의 소형 스페트러 미터의 동작 구조이다. 왼쪽의 광원에서 나온 광을 집광하여 분광기에 조사하고, 분광기에서 광을 파장별로 분광한 후 파장선택용 슬릿을 이용하여 파장을 선택하고 이를 샘플에 투과시켜 샘플에 광이 투과하기 전후의 광세기를 측정하여 비교함으로써 선택된 광파장에서의 광의 감쇄를 비교하여 샘플에 포함된 성분을 분석한다. 그러나, 싱기 파장선택을 위하여서는 상기 파장 선택용 슬릿이 움직이거나, 상기 분광기가 회전하여 선택하는 파장을 상기 파장선택 슬릿에 위치시키기 위한 기계적인 움직임이 필요하다. 모바일 스펙트러 미터는 이동하여 사용하기 때문에 외부 충격에 노출될 수 있고, 이러한 충격에 의하여 상기 슬릿의 위치 또는 분광기의 위치가 흔들릴 수 있는 문제가 있다. 본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것이다.FIG. 2 is an operation structure of a conventional small spectrometer. Light from a light source on the left is collected and irradiated to a spectrometer, and the light is dispersed by wavelength in the spectrometer. Then, a wavelength is selected using a wavelength selection slit, and the light intensity before and after the light is transmitted through the sample is measured and compared to analyze the components contained in the sample by comparing the attenuation of light at the selected light wavelength. However, in order to select the wavelength, the wavelength selection slit moves or the spectrometer rotates, so that mechanical movement is required to position the selected wavelength at the wavelength selection slit. Since the mobile spectrometer is used while moving, it may be exposed to external impact, and there is a problem that the position of the slit or the position of the spectrometer may shake due to such impact. The present invention seeks to solve the above problems.
도 3은 본 발명의 시작품 제작을 위한 실험 장치 구성도이다. 광원부터 설치 각도 및 입사각 등을 고려하여 향후 도1과 같은 내부 구조를 설계하기 위한 광경로 설계단계를 도시하고 있다.Figure 3 is a configuration diagram of an experimental device for manufacturing a prototype of the present invention. It illustrates the optical path design stage for designing an internal structure such as Figure 1 in the future by considering the installation angle and incidence angle from the light source.
도 4는 본 발명의 동작 구조도 이다. 광원에서 나온 광이 광원의 광을 모아주는 집광렌즈를 통하여 분광기의 일측에 조사되면 파장에 따라 굴절이 달리 발생하여 상기 분광기의 타면으로 파장에 따라 분광된 분광이 생성된다.Figure 4 is a diagram of the operating structure of the present invention. When light from a light source is irradiated to one side of a spectrometer through a collecting lens that collects light from the light source, refraction occurs differently depending on the wavelength, and a spectrum divided according to the wavelength is generated on the other side of the spectrometer.
상기 분광기에서 나온 분광을 직선광으로 바꿔주는 직선광렌즈를 통하여 직선화함으로써 샘플에 일정하게 분광을 조사할 수 있다.By straightening the spectrum from the above spectrometer into linear light through a linear light lens, the spectrum can be uniformly irradiated onto the sample.
이때 샘플을 투과한 광세기(It)와 투과전의 광세기(Io)를 파장별로 비교하기 위하여 하프미러를 사용한다.At this time, a half mirror is used to compare the light intensity (It) transmitted through the sample and the light intensity before transmission (Io) by wavelength.
상기 하프미러를 통과한 측정광이 측정 샘플을 투과한 후 감소된 파장별 광을 측정하는 복수계의 광센서어레이를 구비한 리니어스펙트럼측정부; 및A linear spectrum measurement unit having a plurality of optical sensor arrays that measure the reduced wavelength light after the measurement light passing through the above half mirror passes through the measurement sample; and
상기 하프미러에서 반사된 분광을 측정함으로써 상기 측정부에서 측정한 광의 세기와 비교하기위한 복수계의 광센서어레이를 구비한 리니어스펙트럼레퍼런스측정부를 구비하는 구성을 도시하고 있다.The invention relates to a linear spectrum reference measurement unit having a plurality of optical sensor arrays for measuring the spectrum reflected from the above half mirror and comparing it with the intensity of light measured by the above measurement unit.
도 5는 본 발명으로 샘플에 포함된 입자를 측정하는 구조도 이다. 본 출원 발명은 레퍼런스광강도를 측정하기 위하여 별도의 광경로가 구성되어 있어, 이 별도의 광경로상에 샘플을 놓이도록 함으로써 상기 샘플에 조사된 광에의한 산란광을 상기 리니어스펙트럼측정부에서 측정될 수 있도록 구성할 수 있고, 광경로의 길이 차이에 의하여 관원에서 광을 펄스 형태로 조사하고, 상기 광펄스에 의하여 상기 샘플에 포함된 입자에 의하여 산란된 산란광을 시간차로 상기 리니어스펙트럼측정부에서 측정함으로써 상기 샘플에 포함된 나노 또는 마이크로 크기의 입자가 있는 경우에 이를 측정할 수 있는 수단을 제공하는 설명도가 도5이다. 이러한 측정이 가능한 것은 파장별로 분광된광의 강도를 별도로 측정하는 리니어스펙트럼레퍼런스측정부로 향하는 광경로가 따로 있고, 이 광경로와 일정한 각을 두고 리니어스펙트럼측정부가 위치하고 있어 이를 이용하여 샘플 속에 포함된 입자와 레퍼런스광과의 산란에 의한 산란광을 측정할 수 있도록 구성하였다.FIG. 5 is a structural diagram of the present invention for measuring particles included in a sample. The present invention is configured so that a separate optical path is configured to measure reference light intensity, and a sample is placed on this separate optical path so that scattered light caused by light irradiated to the sample can be measured by the linear spectrum measurement unit, and light is irradiated in the form of pulses by a source due to the difference in the length of the optical path, and scattered light scattered by particles included in the sample by the light pulse is measured by the linear spectrum measurement unit with a time difference, thereby providing a means for measuring nano- or micro-sized particles included in the sample, if there are any. This measurement is possible because there is a separate optical path leading to the linear spectrum reference measurement unit which separately measures the intensity of light divided by wavelength, and the linear spectrum measurement unit is positioned at a certain angle from this optical path so that scattered light caused by scattering between particles included in the sample and the reference light can be measured by using this.
상기와 같은 발명의 작용효과를 나타내는 발명의 구성은 다음과 같다.The composition of the invention that exhibits the above-mentioned effects is as follows.
광원; 및light source; and
상기 광원의 광을 모아주는 집광렌즈; 및A collecting lens that collects light from the above light source; and
상기 집광렌즈에서 집광관 광원을 분광하는 분광기; 및A spectrometer that disperses the light source from the collecting lens; and
상기 분광기에서 나온 분광을 직선광으로 바꿔주는 직선광렌즈; 및A linear light lens that converts the spectrum from the above spectrometer into linear light; and
상기 직선광으로 바뀐 분광을 샘플로 입사하는 측정광과 광의 세기를 측정하여 비교하기위한 레퍼런스 광으로 나누는 하프미러; 및A half mirror that divides the spectrum converted into the above straight light into a measurement light incident on the sample and a reference light for measuring and comparing the intensity of the light; and
상기 하프미러를 통과한 측정광이 측정 샘플을 투과한 후 감소된 파장별 광을 측정하는 복수계의 광센서어레이를 구비한 리니어스펙트럼측정부; 및A linear spectrum measurement unit having a plurality of optical sensor arrays that measure the reduced wavelength light after the measurement light passing through the above half mirror passes through the measurement sample; and
상기 하프미러에서 반사된 분광을 측정함으로써 상기 측정부에서 측정한 광의 세기와 비교하기위한 레퍼런스측정부를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.A mobile spectrum measuring device is provided, characterized by having a reference measuring unit for comparing the intensity of light measured by the measuring unit with the spectrum reflected from the half mirror.
또한, 상기 하프미러에서 반사된 분광과 레퍼런스측정부 사이에 입자측정샘플홀더를 더 구비하여 상기 하프미러에서 반사된 분광이 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광을 상기 측정부에서 측정함으로써 상기 샘플에 포함된 입자의 양을 측정하는 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.In addition, a mobile spectrum measuring device is provided, characterized in that a particle measurement sample holder is further provided between the spectrum reflected from the half mirror and the reference measuring unit, and the spectrum reflected from the half mirror is incident on a sample provided in the particle measurement sample holder and collides with particles present inside, thereby measuring scattered light generated by the measuring unit, thereby measuring the amount of particles included in the sample.
또한, 상기 하프미러에서 통과한 후 상기 측정부에 광이 도달하는 거리와 상기 하프미러에서 반사된 후 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광이 상기 측정부에 도달하는 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.In addition, a mobile spectrum measuring device is provided, characterized in that the distance at which light reaches the measuring section after passing through the half mirror and the distance at which scattered light reaches the measuring section after being reflected from the half mirror and is generated by striking a sample provided in the particle measuring sample holder and colliding with particles present inside are different.
또한, 상기 하프미러에서 통과한 후 상기 측정부에 광이 도달하는 거리와 상기 하프미러에서 반사된 후 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광이 상기 측정부에 도달하는 거리가 더 길고, 상기 광원에서 광원이 펄스 형태로 발생하는 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기를 제공한다.In addition, a mobile spectrum measuring device is provided, characterized in that the distance at which light reaches the measuring section after passing through the half mirror and the distance at which scattered light, which is generated by being reflected from the half mirror and then incident on a sample provided in the particle measuring sample holder and colliding with particles present inside, reaches the measuring section is longer, and the light source is generated in the form of pulses from the light source.
100 : 모바일 스펙트러 미터
110 : 광원
120 : 집광렌즈
130 : 분광
140 : 직선광렌즈
150 : 하프미러
200 : 리니어스펙트럼측정부
210 : 리니어레퍼런스측정부100 : Mobile Spectrum Meter
110 : Light source
120 : Concentrating lens
130 : Spectroscopy
140 : Straight-line lens
150 : Half Mirror
200 : Linear spectrum measurement unit
210: Linear reference measurement unit
Claims (4)
상기 광원의 광을 모아주는 집광렌즈; 및
상기 집광렌즈에서 집광관 광원을 분광하는 분광기; 및
상기 분광기에서 나온 분광을 직선광으로 바꿔주는 직선광렌즈; 및
상기 직선광으로 바뀐 분광을 샘플로 입사하는 측정광과 광의 세기를 측정하여 비교하기위한 레퍼런스 광으로 나누는 하프미러; 및
상기 하프미러를 통과한 측정광이 측정 샘플을 투과한 후 감소된 파장별 광을 측정하는 복수계의 광센서어레이를 구비한 리니어스펙트럼측정부; 및
상기 하프미러에서 반사된 분광을 측정함으로써 상기 리니어스펙트럼측정부에서 측정한 광의 세기와 비교하기위한 레퍼런스측정부를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기.light source; and
A collecting lens that collects light from the above light source; and
A spectrometer that disperses the light source from the collecting lens; and
A linear light lens that converts the spectrum from the above spectrometer into linear light; and
A half mirror that divides the spectrum converted into the above straight light into a measurement light incident on the sample and a reference light for measuring and comparing the intensity of the light; and
A linear spectrum measurement unit having a plurality of optical sensor arrays that measure the reduced wavelength light after the measurement light passing through the above half mirror passes through the measurement sample; and
A mobile spectrum measuring device characterized by having a reference measuring unit for comparing the intensity of light measured by the linear spectrum measuring unit with the spectrum reflected from the half mirror.
상기 하프미러에서 반사된 분광과 레퍼런스측정부 사이에 입자측정샘플홀더를 더 구비하여 상기 하프미러에서 반사된 분광이 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광을 상기 리니어스펙트럼측정부에서 측정함으로써 상기 샘플에 포함된 입자의 양을 측정하는 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기.In the first paragraph,
A mobile spectrum measuring device characterized in that a particle measurement sample holder is further provided between the spectral light reflected from the half mirror and the reference measuring unit, and the spectral light reflected from the half mirror is incident on a sample provided in the particle measurement sample holder and collides with particles present inside, thereby measuring scattered light generated by the linear spectrum measuring unit, thereby measuring the amount of particles included in the sample.
상기 하프미러에서 통과한 후 상기 리니어스펙트측정부에 광이 도달하는 거리와 상기 하프미러에서 반사된 후 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광이 상기 리니어스펙트측정부에 도달하는 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기.In the second paragraph,
A mobile spectrum measuring device characterized in that the distance at which light reaches the linear spectrum measuring unit after passing through the half mirror and the distance at which scattered light reaches the linear spectrum measuring unit after being reflected from the half mirror and colliding with particles present inside the sample provided in the particle measuring sample holder are different.
상기 하프미러에서 통과한 후 상기 리니어스펙트측정부에 광이 도달하는 거리와 상기 하프미러에서 반사된 후 상기 입자측정샘플홀더에 구비된 샘플에 입사되어 내부에 존재하는 입자에 충돌함으로써 발생하는 산란광이 상기 리니어스펙트측정부에 도달하는 거리가 더 길고, 상기 광원에서 광원이 펄스 형태로 발생하는 것을 특징으로 하는 모바일 스펙트럼 측정기.In the third paragraph,
A mobile spectrum measuring device characterized in that the distance at which light reaches the linear spectrum measuring unit after passing through the half mirror and the distance at which scattered light, which is generated by being reflected from the half mirror and then incident on a sample provided in the particle measurement sample holder and colliding with particles present inside, reaches the linear spectrum measuring unit is longer, and the light source is generated in the form of pulses from the light source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230032913A KR102725529B1 (en) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | Mobile Spectrum Meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230032913A KR102725529B1 (en) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | Mobile Spectrum Meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240139208A KR20240139208A (en) | 2024-09-23 |
| KR102725529B1 true KR102725529B1 (en) | 2024-11-04 |
Family
ID=92925282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230032913A Active KR102725529B1 (en) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | Mobile Spectrum Meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102725529B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5092104B2 (en) | 2010-08-30 | 2012-12-05 | ナノフォトン株式会社 | Spectrometer and spectroscopic method |
| WO2016171042A1 (en) | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 国立大学法人香川大学 | Spectrometry device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210062850A (en) | 2019-11-22 | 2021-06-01 | (주)해아림 | Mobile App-based Spectroscopic Analysis Apparatus and Spectroscopic Analysis System including the Same |
| US11536607B2 (en) | 2020-01-17 | 2022-12-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor and method of operating |
-
2023
- 2023-03-14 KR KR1020230032913A patent/KR102725529B1/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5092104B2 (en) | 2010-08-30 | 2012-12-05 | ナノフォトン株式会社 | Spectrometer and spectroscopic method |
| WO2016171042A1 (en) | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 国立大学法人香川大学 | Spectrometry device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20240139208A (en) | 2024-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101718670B (en) | Device and method for simultaneously monitoring flue gas particles and polluted gases on line | |
| JP5419301B2 (en) | Sample analyzer | |
| EP2685304A1 (en) | Spectroscopic confocal microscope with aperture stop for increased spatial resolution and parallelized data acquisition | |
| CN104297155B (en) | A kind of multi-channel parallel spectrum investigating system | |
| CN101014841B (en) | Echelle-Spectrometer for Improved Detector Utilization by Applying Two Spectrometer Setups | |
| CN105115907A (en) | Measuring device for optical filter spectrum transmittance | |
| CN106441581A (en) | High-resolution linear array CCD direct-reading type spectrometer | |
| US9891104B2 (en) | Spectroscopic detector | |
| US9551612B2 (en) | Tandem dispersive range monochromator | |
| WO2023133637A1 (en) | Systems and methods for spectroscopic measurements of inhomogeneous mixtures | |
| WO2017111603A1 (en) | An optical module comprising a grating assembly and an image sensor | |
| EP3343204A1 (en) | Spectrum inspecting apparatus | |
| KR102725529B1 (en) | Mobile Spectrum Meter | |
| US20190154505A1 (en) | Spectrometric measuring device | |
| CN101802572B (en) | Spectrometer arrangement | |
| JP7582487B2 (en) | Raman Microscope | |
| CN115683334A (en) | Rapid spectrum test method and system for gradient filter | |
| KR20150019329A (en) | Apparatus for measuring transparency | |
| CN113176223A (en) | Infrared spectrophotometry detector | |
| US20100014076A1 (en) | Spectrometric apparatus for measuring shifted spectral distributions | |
| JP7735055B2 (en) | Identification device, separation method | |
| CN105758770A (en) | Integrated substance component and granularity analyzing system and method | |
| CN103674866A (en) | Optical system used for multielement atomic absorption test and test method | |
| JP2013242280A (en) | Spectrometer | |
| WO2019069526A1 (en) | Spectrometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20230314 |
|
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20230314 Comment text: Patent Application |
|
| PN2301 | Change of applicant |
Patent event date: 20230417 Comment text: Notification of Change of Applicant Patent event code: PN23011R01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240819 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20241030 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20241030 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |