KR101009802B1 - 입자밀도 측정 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입자밀도 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 전기로를 통해 발생된 나노입자의 입경에 따른 중량농도 및 개수농도를 측정하고, 그 측정결과에 기초하여 상기 나노입자의 밀도를 연산함으로써, 입자의 정확한 밀도를 측정할 수 있는 입자밀도 측정 시스템 및 방법을 제공한다. 이를 위한 본 발명은 캐리어가스와 원료물질이 공급되어 초음파에 의해 미세액적이 분무되고, 상기 미세액적에 열을 공급하여 나노입자가 발생되는 입자발생부와; 상기 발생된 나노입자를 직경에 따라 분급하여, 해당 직경에 대한 중량농도 및 개수농도를 측정하는 입자측정부와; 상기 나노입자의 중량농도 및 개수농도의 측정결과에 기초하여, 상기 나노입자의 밀도를 연산하는 제어부;를 포함한다.
이러한 구성에 의해, 본 발명은 입자의 정확한 밀도를 연산할 수 있는 효과가 있다. 이와 동시에, 상기 입자를 이용한 공정의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 제품 표면상의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
밀도측정, 나노입자, 중량측정, 중량농도, 개수농도
Description
본 발명은 입자밀도 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 전기로를 통해 발생된 나노입자의 직경에 따른 중량농도 및 개수농도를 측정하고, 그 측정결과에 기초하여 상기 나노입자의 밀도를 연산함으로써, 입자의 정확한 밀도를 측정할 수 있는 입자밀도 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
나노기술(Nano Technology)은 정보기술(IT), 생명기술(BT)과 더불어 21세기의 새로운 산업을 이끌어 갈 핵심 기술의 하나로 각광받고 있다. 이러한 나노기술은 나노미터 크기의 물질들이 갖는 독특한 성질과 현상을 찾아내고, 이러한 성질을 갖는 나노물질을 조합하여 매우 유용한 성질의 소재와 장치 및 시스템을 생산하는 과학과 기술이다. 이와 더불어, 나노기술은 나노입자의 화학적 조성을 이용하여 물질을 제조하거나 생산하는 기술뿐만 아니라 나노입자를 제어하고 측정하는 기술도 포함한다.
최근 들어, 반도체 산업, 식품 산업, 제약 산업 등의 첨단 산업 분야에서는 나노입자에 의한 제품의 표면오염이 제품 비율이나 품질의 저하에 직접 관련되는 문제가 발생했다. 특히 반도체 산업의 작업 공간에서는 서브 마이크론 크기의 입자뿐만 아니라 분자상의 입자 이온까지 제거 대상이 되어 나노입자 측정방법이 중요시 되고 있다.
특히, 대기 중의 입자는 크기에 따라, 대기확산 및 이동, 침강속도, 방지시설 효율 등이 결정된다는 점에서 입자의 입경별 분포특성과 이에 대한 밀도를 정확히 파악하는 것은 매우 중요하다.
하지만, 현재 나노기술에 대한 연구는 입자를 합성하는 데 주로 국한되어 있을 뿐, 나노입자의 밀도에 대한 정확한 측정이 어려운 문제점이 발생했다.
본 발명은 이러한 문제점에 의해 제안된 것으로, 전기로를 통해 발생된 나노입자의 직경에 따른 중량농도 및 개수농도를 측정하고, 그 측정결과에 기초하여 상기 나노입자의 밀도를 연산함으로써, 입자의 정확한 밀도를 측정할 수 있는 입자밀도 측정 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 입자밀도 측정 시스템 은 캐리어가스와 원료물질이 공급되어 초음파에 의해 미세액적이 분무되고, 상기 미세액적에 열을 공급하여 나노입자가 발생되는 입자발생부와; 상기 발생된 나노입자를 직경에 따라 분급하여, 해당 직경에 대한 중량농도 및 개수농도를 측정하는 입자측정부와; 상기 나노입자의 중량농도 및 개수농도의 측정결과에 기초하여, 상기 나노입자의 밀도를 연산하는 제어부;를 포함한다.
바람직하게는 상기 캐리어가스가 원료물질을 전달하고, 상기 원료물질을 초음파에 의해 미세액적으로 분무하는 분무장치와; 상기 분무장치를 통해 분무된 미세액적에 열을 공급하여 나노입자를 발생하는 전기로와; 상기 나노입자에 열풍을 공급하는 드라이어;를 포함하는 입자발생부를 포함할 수 있다.
특히, 상기 전기로를 통해 발생된 나노입자 중 기설정된 유량비에 따른 일정량이 상기 드라이어로 공급되고, 잔량의 나노입자가 제거될 수 있다.
특히, 상기 캐리어가스를 저장하고, 상기 캐리어가스를 상기 분무장치로 제공하는 에어로졸과; 상기 원료물질을 저장하고, 상기 원료물질을 상기 분무장치로 제공하는 시린지 펌프(Syringe Pump);를 더 포함하는 입자발생부를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 발생된 나노입자를 공급받아 대전시키는 중화기와; 설정된 기준전압에 대응하는 직경을 갖는 나노입자를 분급하는 분급기와; 상기 분급된 나노입자에 대해 단위부피당 중량농도를 측정하는 중량농도측정기와; 상기 분급된 나노입자에 대해 단위부피당 개수농도를 측정하는 개수농도측정기;를 포함하는 입자측정부를 포함할 수 있다.
특히, 상기 중량농도측정기와 개수농도측정기로 공급되는 나노입자의 공급량을 조절하는 질량유량계;를 더 포함하는 입자측정부를 포함할 수 있다.
특히, 에어(Air)를 포함하는 캐리어가스를 포함할 수 있다.
특히, 콜로이드 실리카(Colloid Silica)용액을 포함하는 원료물질을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 입자밀도 측정 방법은 캐리어가스와 원료물질이 분무장치로 공급되고, 상기 분무장치가 초음파에 의해 미세액적을 분무한 후, 전기로가 상기 미세액적에 열을 공급하여 나노입자를 발생하는 입자발생단계와; 입자측정부가 상기 발생된 나노입자를 직경에 따라 분급하여, 해당 직경에 대한 중량농도 및 개수농도를 측정하는 입자측정단계와; 제어부가 상기 나노입자의 중량농도 및 개수농도를 측정한 측정결과를 기초로 하여, 상기 나노입자의 밀도를 연산하는 연산단계;를 포함한다.
바람직하게는 캐리어가스와 원료물질이 상기 분무장치로 공급되어, 상기 분무장치가 초음파에 의해 미세액적을 분무하는 분무과정과; 전기로가 상기 미세액적을 전달받아, 열을 공급하여 나노입자를 발생하는 입자발생과정과; 드라이어가 상기 발생된 나노입자에 열풍을 공급하여 건조시키는 입자건조과정;을 포함하는 입자발생단계를 포함할 수 있다.
특히, 상기 열공급과정 수행 후, 열을 공급받은 나노입자 중 기설정된 유량비에 따른 일정량이 상기 드라이어로 공급되고, 잔량의 나노입자가 제거되는 입자건조과정을 포함할 수 있다.
바람직하게는 중화기가 상기 발생된 나노입자를 대전시키는 중화과정과; 분급기가 기준전압을 공급받아, 상기 기준전압에 대응하는 직경을 갖는 나노입자를 분급하는 분급과정과; 중량농도측정기가 분급된 나노입자의 단위부피당 중량농도를 측정하는 중량농도측정과정과; 개수농도측정기가 분급된 나노입자의 단위부피당 개수농도를 측정하는 개수농도측정과정;을 포함하는 입자측정단계를 포함할 수 있다.
특히, 하기의 식에 따라 상기 나노입자의 밀도를 연산하고, 하기의 식은
입자밀도 = 중량농도/부피농도
여기서, 부피농도 = 개수농도 × 4∏R3/3
R은 상기 나노입자의 직경반지름
인 연산단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 입자의 정확한 밀도를 연산할 수 있는 효과가 있다. 이와 동시에, 상기 입자를 이용한 공정의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 제품 표면상의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 입자밀도 측정 시스템 및 방법에 대한 예는 다양하게 적용될 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자밀도 측정시스템의 블록도이고, 도 2는 도 1의 실제 적용 예를 나타낸 도면이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예인 입자밀도 측정 시스템(100)은 캐리어가스와 원료물질을 통해 나노입자를 발생하는 입자발생부(110)와 상기 발생된 나노입자의 중량농도 및 개수농도를 측정하는 입자측정부(120) 및 그 측정결과를 기초로 하여 상기 나노입자의 밀도를 연산하는 제어부(130)를 포함한다.
입자발생부(110)는 캐리어가스를 공급하는 가스공급장치(111)와 나노입자의 합성을 위한 원료를 일정하게 제공하는 원료공급장치(112)와 상기 캐리어가스와 원료물질을 공급받아 미세액적을 분무하는 분무장치(113)와 상기 미세액적을 이용하여 나노입자를 발생하는 전기로(114) 및 상기 나노입자의 수분을 제거하는 드라이어(115)를 포함한다.
가스공급기(111)는 순도 99.99%의 에어(Air)를 상기 캐리어가스(Carrier Gas)로 사용하여, 상기 분무장치(113)에 공급한다. 이러한 가스 공급기(111)는 에어로졸이 사용됨이 바람직하다.
원료공급기(112)는 나노입자의 합성을 위한 원료물질을 시린지 펌프(Syringe Pump)를 통해 상기 분무장치(130)로 공급한다. 여기서, 원료물질은 콜로이드 실리카(Colloid Silica) 용액을 희석하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 시린지 펌 프는 상기 콜로이드 실리카 용액과 같은 원료물질을 주사형태의 피스톤을 통해 주입하는 공급장치를 말한다.
분무장치(113)는 상기 가스공급장치(111)와 원료공급장치(112)로부터 에어와 콜로이드 실리카 용액을 공급받아 초음파에 의해 미세액적을 분무한다.
전기로(114)는 상기 분무장치(113)로부터 분무된 상기 미세액적을 전달받아, 상기 미세액적에 열을 공급하여 나노입자를 발생한다.
드라이어(115)는 상기 발생된 나노입자를 공급받아 열풍을 공급하여, 상기 나노입자에 포함된 수분을 제거한다.
입자측정부(120)는 중화기(121)와 전원공급기(122)와 분급기(123)와 중량농도측정기(124)와 개수농도측정기(125)와 질량유량계(126) 및 펌프(127)를 포함한다.
중화기(121)는 상기 입자발생부(110)에서 발생된 나노입자를 공급받고, 공급받은 나노입자를 대전시킨다.
기준전압발생기(122)는 상기 분급기(123)로 전원전압을 인가한다. 이러한 기준전압은 기설정된 테이블에 따라, 밀도를 측정하고자 하는 나노입자의 직경크기에 대응하는 전압을 말한다.
분급기(123, DMA: Differential Mobility Analyzer)는 상기 중화기(121)로부터 대전된 나노입자를 공급받고, 상기 전원공급기(122)로부터 기준전압을 공급받는다. 이러한 분급기(123)는 상기 대전된 나노입자의 전기 이동도를 이용하여, 설정된 기준전압에 대응하는 직경을 갖는 나노입자를 방출한다. 또한, 상기 분급 기(123)는 상기 설정된 기준전압에 대응하는 직경을 갖지 않는 나노입자를 내부 필터로 포집한다. 이처럼, 방출된 나노입자는 배관을 통해 중량농도측정기(124)와 개수농도측정기(125)로 전달된다.
중량농도측정기(124, Piezo Balance)는 상기 분급기(123)를 통해 분급된 나노입자를 수정 발진자 방식에 따라 고유의 주파수에서 진동시킨다. 이 때, 상기 나노입자의 진동주파수가 상기 나노입자의 질량에 비례하여 감소하는 것을 통해, 상기 나노입자의 질량농도를 측정할 수 있다.
개수농도측정기(125, CPC: Condensation Particle Counter)는 공급된 나노입자를 응축시켜 크기를 증대시킨 후, 상기 나노입자에 산란되는 빛을 조사하여, 상기 나노입자의 개수농도를 실시간으로 측정한다. 이러한 상기 개수농도측정기(125)는 최대 직경 4nm 크기에 대한 나노입자의 개수농도까지 측정할 수 있다.
이러한 상기 중량농도측정기(124)와 개수농도측정기(125)는 배관을 통해 상호 연결되어 있으며, 상기 배관 사이에는 밸브가 배치되어, 상기 분급기(123)로부터 방출된 나노입자가 상기 밸브에 의해 상기 중량농도측정기(124) 또는 개수농도측정기(125)로 각각 전달될 수 있다.
질량유량계(126, MFC: Mass Flow Controller)는 상기 중량농도측정기(124) 또는 개수농도측정기(125)로 공급되는 나노입자의 공급량을 조절한다.
펌프(127)는 상기 질량유량계(126)가 나노입자의 공급량을 조절하도록 동력에너지원을 상기 질량유량계(126)로 제공한다.
제어부(130)는 상기 입자측정부(120)에서 측정한 상기 나노입자의 중량농도 및 개수농도의 측정결과를 기초로 하여, 상기 나노입자의 밀도를 연산함으로써, 상기 나노입자의 밀도를 측정한다. 이러한 제어부(130)는 PC가 사용됨이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자밀도 측정방법의 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어가스와 원료물질이 분무장치(113)로 공급되어, 상기 분무장치(113)가 나노입자를 발생한다(S210).
입자측정부(120)가 발생된 나노입자의 중량농도 및 개수농도를 측정하고(S220), 제어부(130)가 상기 나노입자의 중량농도 및 개수농도를 측정한 측정결과를 기초로 하여, 상기 나노입자의 밀도를 연산한다(S230).
입자발생단계(S210)
순도 99.99%의 에어를 캐리어가스로 사용하고, 콜로이드 실리카용액을 입자합성을 위한 원료물질로 사용하여, 상기 에어와 콜로이드 실리카용액이 분무장치(113)로 공급된다. 상기 분무장치(113)가 상기 에어와 콜로이드 실리카용액을 합성하고, 초음파에 의해 미세액적을 분무한다.
상기 분무된 미세액적이 전기로(114)로 전달되어, 상기 전기로(114)에서 500℃ 내지 600℃의 온도로 열을 공급받는다. 이에 따라, 상기 미세액적이 나노입자로 변환되어 나노입자가 발생된다.
이와 같이 발생된 상기 나노입자 중 기설정된 유량비에 따른 일정량의 나노입자가 드라이어(115)로 전달되어 입자건조과정이 수행된다.
상기 일정량의 나노입자는 드라이어(115)로부터 열풍을 공급받아, 상기 나노 입자에 포함된 수분이 제거된다.
이 때, 상기 일정량에 포함되지 않는 잔량의 나노입자에 대해서는 입자건조과정이 수행되지 않고 바로 제거된다.
입자측정단계(S220)
상기 전기로(114)를 통해서 발생된 나노입자에 대한 입자건조과정 수행 후, 상기 나노입자에 대한 입자측정이 수행된다.
상기 드라이어(115)를 통해 건조과정을 거친 나노입자가 중화기(121)를 거쳐 대전된다. 대전된 나노입자는 일정한 전기이동도를 갖는 상태로 분급기(123)로 공급되어, 기설정된 입자의 직경크기를 갖는 나노입자만을 분급한다.
상기 나노입자의 분급과정을 자세히 살펴보면, 상기 기준전압발생기(122)로부터 기준전압과 상기 중화기(121)로부터 대전된 나노입자가 분급기(123)로 공급된다. 이 때, 공급되는 기준전압은 밀도를 측정하고자 하는 나노입자의 직경크기에 따라 변경된다. 예를 들면, 상기 직경크기가 100nm인 나노입자의 밀도를 측정하고자 하는 경우에 1.6V의 전원전압이 인가되고, 직경 200nm인 나노입자의 밀도를 측정하고자 하는 경우에 4.9V의 전원전압이 인가된다.
이와 같이, 공급되는 기준전압에 대응하는 직경크기를 갖는 나노입자를 제외한 나머지 나노입자들은 상기 분급기(123)의 내부 필터에 포집되고, 상기 직경크기를 갖는 나노입자만이 상기 분급기(123)로부터 방출된다.
이 후, 방출된 나노입자에 대하여, 중량농도측정 및 개수농도측정이 수행된 다.
중량농도측정기(124)가 상기 나노입자를 수정 발진자 방식에 따라 고유의 주파수에서 진동시킨다. 이러한 나노입자의 진동주파수는 상기 나노입자의 질량에 비례하여 감소하므로, 이를 이용하여 상기 나노입자의 질량농도를 측정한다.
또한, 개수농도측정기(125)가 상기 나노입자를 응축시켜 직경크기를 증대시킨 후, 상기 나노입자에 산란되는 빛을 조사하여, 상기 나노입자의 개수농도를 실시간으로 측정한다. 특히, 상기 개수농도측정기(125)를 통해 최대 직경 4nm 크기에 대한 나노입자의 개수농도까지 측정할 수 있다.
밀도연산단계(S230)
상기 중량농도측정기(124)와 개수농도측정기(125)를 통해 측정한 상기 나노입자의 각 측정결과가 제어부(130)로 전송되어, 상기 제어부(130)가 중량농도측정결과와 개수농도측정결과를 기초로 하여 상기 나노입자의 밀도연산을 수행한다. 상기 제어부(130)가 아래의 [식 1]을 이용하여, 상기 나노입자의 밀도연산을 수행한다.
[식 1]
입자밀도 = 중량농도/부피농도
여기서, 상기 중량농도는 앞서 상기 중량농도측정기(124)를 통해 측정한 측 정결과이다. 또한, 상기 부피농도는 상기 개수농도측정기(125)를 통해 측정한 측정결과를 [식 2]에 대입하여 연산한 연산결과이다.
[식 2]
부피농도 = 개수농도 × 4∏R3/3
이 때, R은 상기 나노입자의 직경 반지름이다.
실험결과
도 4는 도 1의 시스템을 이용하여 측정한 입자별 농도개수를 나타낸 그래프이다.
도 4의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 입자직경에 따른 입자농도개수를 확인할 수 있다. 실험조건을 살펴보면 다음과 같다. 순도 99.99%의 에어인 캐리어가스가 1L/min의 유량속도로 제공되고, 전기로의 가열온도를 600℃으로 설정한 후, 분급기의 유량비가 1:10인 상태에서, 실리카졸의 희석배수를 0.5g/100ml와 0.1g/100min의 두 경우로 실험하였다.
상기 그래프 (a)는 나머지 실험조건이 동일한 상태에서, 상기 실리카졸의 희석배수를 0.5g/100ml으로 사용할 때의 실험결과를 나타낸 것이고, 상기 그래프 (b)는 상기 실리카졸의 희석배수를 0.1g/100min으로 사용할 때의 실험결과를 나타낸 것이다.
상기 그래프 (a)와 (b)에 나타난 바와 같이, 나노입자의 직경크기가 40 ~ 340nm에서 상기 나노입자의 개수농도가 분포하는 것을 확인할 수 있으며, 상기 그래프 (a)와 (b) 상에서 나노입자의 직경크기가 306nm일 때 가장 높은 나노입자의 개수농도가 측정되는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 입자의 정확한 밀도를 연산할 수 있는 효과가 있다. 이와 동시에, 상기 입자를 이용한 공정의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 제품 표면상에 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명에 의한 입자밀도 측정 시스템 및 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자밀도 측정시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 실제 적용 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자밀도 측정방법의 순서도이다.
도 4는 도 1의 시스템을 이용하여 측정한 입자별 농도개수를 나타낸 그래프이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
100: 입자밀도 측정 시스템 110: 입자발생부
120: 입자측정부 130: 제어부
Claims (13)
- 캐리어가스와 원료물질이 공급되어 초음파에 의해 미세액적이 분무되고, 상기 미세액적에 열을 공급하여 나노입자가 발생되는 입자발생부와;상기 발생된 나노입자를 직경에 따라 분급하여, 해당 직경에 대한 중량농도 및 개수농도를 측정하는 입자측정부와;상기 나노입자의 중량농도 및 개수농도의 측정결과에 기초하여, 상기 나노입자의 밀도를 연산하는 제어부;를 포함하는 입자밀도 측정시스템.
- 제1항에 있어서,상기 입자발생부는상기 캐리어가스가 원료물질을 전달하고, 상기 원료물질을 초음파에 의해 미세액적으로 분무하는 분무장치와;상기 분무장치를 통해 분무된 미세액적에 열을 공급하여 나노입자를 발생하는 전기로와;상기 나노입자에 열풍을 공급하는 드라이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정시스템.
- 제2항에 있어서,상기 전기로를 통해 발생된 나노입자 중 기설정된 유량비에 따른 일정량이 상기 드라이어로 공급되고, 잔량의 나노입자가 제거되는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정시스템.
- 제2항에 있어서,상기 입자발생부는상기 캐리어가스를 저장하고, 상기 캐리어가스를 상기 분무장치로 제공하는 에어로졸과;상기 원료물질을 저장하고, 상기 원료물질을 상기 분무장치로 제공하는 시린지 펌프(Syringe Pump);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정시스템.
- 제1항에 있어서,상기 입자측정부는상기 발생된 나노입자를 공급받아 대전시키는 중화기와;설정된 기준전압에 대응하는 직경을 갖는 나노입자를 분급하는 분급기와;상기 분급된 나노입자에 대해 단위부피당 중량농도를 측정하는 중량농도측정 기와;상기 분급된 나노입자에 대해 단위부피당 개수농도를 측정하는 개수농도측정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정시스템.
- 제5항에 있어서,상기 입자측정부는상기 중량농도측정기와 개수농도측정기로 공급되는 나노입자의 공급량을 조절하는 질량유량계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정시스템.
- 제1항에 있어서,상기 캐리어가스는 에어(Air)를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정시스템.
- 제1항에 있어서,상기 원료물질은 콜로이드 실리카(Colloid Silica)용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정시스템.
- 캐리어가스와 원료물질이 분무장치로 공급되고, 상기 분무장치가 초음파에 의해 미세액적을 분무한 후, 전기로가 상기 미세액적에 열을 공급하여 나노입자를 발생하는 입자발생단계와;입자측정부가 상기 발생된 나노입자를 직경에 따라 분급하여, 해당 직경에 대한 중량농도 및 개수농도를 측정하는 입자측정단계와;제어부가 상기 나노입자의 중량농도 및 개수농도를 측정한 측정결과를 기초로 하여, 상기 나노입자의 밀도를 연산하는 연산단계;를 포함하는 입자밀도 측정방법.
- 제9항에 있어서,상기 입자발생단계는캐리어가스와 원료물질이 상기 분무장치로 공급되어, 상기 분무장치가 초음파에 의해 미세액적을 분무하는 분무과정과;전기로가 상기 미세액적을 전달받아, 열을 공급하여 나노입자를 발생하는 입자발생과정과;드라이어가 상기 발생된 나노입자에 열풍을 공급하여 건조시키는 입자건조과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정방법.
- 제10항에 있어서,상기 입자건조과정은상기 열공급과정 수행 후, 열을 공급받은 나노입자 중 기설정된 유량비에 따른 일정량이 상기 드라이어로 공급되고, 잔량의 나노입자가 제거되는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정 방법.
- 제9항에 있어서,상기 입자측정단계는중화기가 상기 발생된 나노입자를 대전시키는 중화과정과;분급기가 기준전압을 공급받아, 상기 기준전압에 대응하는 직경을 갖는 나노입자를 분급하는 분급과정과;중량농도측정기가 분급된 나노입자의 단위부피당 중량농도를 측정하는 중량농도측정과정과;개수농도측정기가 분급된 나노입자의 단위부피당 개수농도를 측정하는 개수농도측정과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정방법.
- 제9항에 있어서,상기 연산단계는하기의 식에 따라 상기 나노입자의 밀도를 연산하고,하기의 식은입자밀도 = 중량농도/부피농도여기서, 부피농도 = 개수농도 × 4∏R3/3R은 상기 나노입자의 직경반지름인 것을 특징으로 하는 입자밀도 측정방법.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3294228B2 (ja) * | 2000-01-28 | 2002-06-24 | 理化学研究所 | 微粒子計測装置、微粒子捕集装置および微粒子分析装置 |
| KR20040068968A (ko) * | 2001-12-21 | 2004-08-02 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 마이크로-어레이상의 자기 나노입자들의 면적 밀도를측정하는 센서 및 방법 |
-
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Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 대한기계학회논문집 |
| 한국진공학회 |
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|---|---|
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