KR101528773B1 - 대기중의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치 및 이를 이용한 검출방법 - Google Patents
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Abstract
대기중의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치 및 이를 이용한 검출방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치는, 대기 중에 부유하는 바이오 입자(bio particle) 및 넌바이오 입자(non-bio particle)를 흡입하여 크기별로 분류한 후, 각 크기별 바이오 입자와 넌바이오 입자의 농도를 실시간 검출하는 검출장치(600)로서, 외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 입자 크기별로 분류하는 임팩터(200); 상기 임팩터(200)로부터 분류된 각각의 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 하전장치(300); 상기 하전장치(300)로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 세퍼레이터(400); 및 상기 세퍼레이터(400)로부터 분류된 입자들이 배출되는 배출구에 장착되고, 배출구로 배출되는 입자의 농도를 측정하는 입자 측정 센서(500);를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
Description
본 발명은 대기중의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치 및 이를 이용한 검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기 중에 부유하는 바이오 입자 뿐만 아니라 넌바이오 입자까지 실시간 측정이 가능한 입자 실시간 검출장치 및 이를 이용한 검출방법에 관한 것이다.
최근에는 환경 오염에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으며, 환경 오염입자의 제거를 위한 공기 청정장치 개발과 바이러스 입자의 샘플링, 분석 및 측정 등에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
따라서, 최근에는 바이러스의 크기, 형태, 재질 및 분포농도 파악 등을 위한 입자의 샘플링 장치 등이 요구되고 있다.
현재의 환경기준은 10 ㎛ 이상의 입자에 대해서만 규정하고 있으나, 실제로는 그 이하의 미세입자들에 의한 피해가 더 크며, 이에 따라 미세입자에 대한 연구가 계속적으로 진행되고 있다.
그러나, 바이오 입자(bio particle) 및 넌바이오 입자(non-bio particle)를 측정하기 위한 장비는, 하나의 장비로 단일의 오염물질만을 측정할 수 있었으며, 고가의 대형장비이기 때문에 대기중 부유 바이러스 입자를 측정하기 위한 장소로 이동하는데 많은 문제점이 있었다. 여기서 말하는 바이오 입자는 예를 들어 바이러스, 꽃가루, 곰팡이 포자 등을 의미하며, 넌바이오 입자는 미세먼지, 분진, 질소 산화물 입자, 아황산가스 입자, 자동차 배기가스 입자 등을 의미한다.
또한, 대기중 부유 바이러스 입자를 측정하기 위해서는, 별도의 포집 및 배양 등의 과정을 24시간 이상의 장시간 동안 측정해야 하고, 회분형(batch-type) 분석으로 수행해야 하므로 그 활용성에 문제점이 있었다.
구체적으로, 도 1에는 측정 대상물을 배양시켜 이를 측정하는 종래 기술에 따른 측정방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있고, 도 2에는 측정 대상물에 염색을 실시한 후 이를 형광현미경으로 관찰하는 종래 기술에 따른 측정방법에 사용되는 형광현미경을 나타내는 사진이 되시되어 있다. 이들 도면에서 보는 바와 같이, 종래에는 주로 미생물을 배양시켜 측정하는 배양법과 염색 후 형광현미경을 이용하는 염색법에 의해 미생물 측정이 이뤄지고 있다.
그러나, 상기 언급한 종래 기술에 따른 측정방법은, 공기 중의 부유 미생물을 직접적으로 측정할 수 없어, 별도의 샘플링과 전처리 등을 포함한 일련의 수작을 거쳐야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 입자의 크기에 따라 입자를 분류하는 임팩터(impactor), 및 바이오 입자와 넌바이오 입자를 분류하는 세퍼레이터(separator)를 구비함으로써, 대기 중에 부유하는 바이오 입자 뿐만 아니라 넌바이오 입자까지 실시간 측정이 가능하고, 별도의 샘플링과 일련의 수작업이 필요하지 않아 현장에서 신속하게 측정 가능한 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치 및 이를 이용한 검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치는,
대기 중에 부유하는 바이오 입자(bio particle) 및 넌바이오 입자(non-bio particle)를 흡입하여 크기별로 분류한 후, 각 크기별 바이오 입자와 넌바이오 입자의 농도를 실시간 검출하는 검출장치로서,
외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 입자 크기별로 분류하는 임팩터;
상기 임팩터로부터 분류된 각각의 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 하전장치;
상기 하전장치로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 세퍼레이터; 및
상기 세퍼레이터로부터 분류된 입자들이 배출되는 배출구에 장착되고, 배출구로 배출되는 입자의 농도를 측정하는 입자 측정 센서;
를 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치는, 대기 중에 부유하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 운반할 압축공기를 공급하는 압축공기 공급장치(110)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 임팩터는,
외부로부터 유입된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공급받는 주입 채널;
상기 주입 채널 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 같은 방향으로 설치된 부 유동 채널; 및
상기 주입 채널 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 수직 방향으로 설치된 하나 이상의 주 유동 채널;
을 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하전장치는, 코로나 방전을 이용한 하전장치일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하전장치는,
상기 임팩터로부터 공급된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 주입되는 주입부, 및 하전된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 배출되는 배출구를 구비하는 하우징부;
상기 하우징부 내부에 설치되고, 하우징부 내부를 유동하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 하전시키도록 소정 크기의 전압이 인가된 하전 전극; 및
상기 하전 전극과 소정 거리만큼 이격되어 하우징부 내부면에 설치되고, 그라운드 접지된 그라운드 전극;
을 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세퍼레이터는,
유동배관의 일단에 설치되고, 압축공기 공급장치로부터 공급된 압축공기가 유입되는 압축공기 유입구;
유동배관의 일단에 설치되고, 하전된 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유입되는 입자 유입구;
유동배관의 길이 방향과 직각방향으로 서로 대향하도록 유동배관의 타단에 설치된 제 1 배출구 및 제 2 배출구;
일단에 압축공기 유입구 및 입자 유입구를 구비하고, 타단에 제 1 배출구 및 제 2 배출구를 구비하며, 내부로 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유동할 수 있는 유로를 구비하는 유동배관; 및
상기 유동배관 측면에 서로 대향하도록 각각 설치되고, 서로 다른 극성으로 대전되는 제 1 대전극판 및 제 2 대전극판;
을 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 세퍼레이터는, 제 1 배출구와 제 2 배출구 사이에 위치하고 유동배관 내부방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성된 돌기부를 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치는,
대기 중에 부유하는 바이오 입자(bio particle) 및 넌바이오 입자(non-bio particle)를 흡입하여 크기별로 분류한 후, 각 크기별 바이오 입자와 넌바이오 입자의 농도를 실시간 검출하는 검출장치로서,
외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 1 입자 직경을 기준으로 제 1 입자 직경보다 큰 입자는 외부로 배출하고, 제 1 입자 직경보다 작은 입자를 분류하여 제 2 임팩터로 공급하는 제 1 임팩터;
상기 제 1 임팩터로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 2 입자 직경을 기준으로 제 2 입자 직경보다 큰 입자는 제 1 하전장치로 공급하고, 제 2 입자 직경보다 작은 입자는 제 3 임팩터로 공급하는 제 2 임팩터;
상기 제 2 임팩터로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 3 입자 직경을 기준으로 제 3 입자 직경보다 큰 입자는 제 2 하전장치로 공급하고, 제 3 입자 직경보다 작은 입자는 제 3 하전장치로 공급하는 제 3 임팩터;
상기 제 2 임팩터로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 제 1 하전장치;
상기 제 3 임팩터로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 제 2 하전장치 및 제 3 하전장치;
상기 제 1 하전장치로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 제 1 세퍼레이터;
상기 제 2 하전장치로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 제 2 세퍼레이터;
상기 제 3 하전장치로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 제 3 세퍼레이터;
상기 제 1 세퍼레이터, 제 2 세퍼레이터 및 제 3 세퍼레이터로부터 분류된 입자들이 배출되는 각각의 배출구에 장착되고, 각각의 배출구로 배출되는 입자의 농도를 측정하는 입자 측정 센서;
를 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치는, 대기 중에 부유하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 운반할 압축공기를 공급하는 압축공기 공급장치(110)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 임팩터, 제 2 임팩터, 제 3 임팩터는,
외부로부터 유입된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공급받는 주입 채널;
상기 주입 채널 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 같은 방향으로 설치된 부 유동 채널; 및
상기 주입 채널 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 수직 방향으로 설치된 하나 이상의 주 유동 채널;
을 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 하전장치, 제 2 하전장치 및 제 3 하전장치는, 코로나 방전을 이용한 하전장치일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하전장치는,
상기 임팩터로부터 공급된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 주입되는 주입부, 및 하전된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 배출되는 배출구를 구비하는 하우징부;
상기 하우징부 내부에 설치되고, 하우징부 내부를 유동하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 하전시키도록 소정 크기의 전압이 인가된 하전 전극; 및
상기 하전 전극과 소정 거리만큼 이격되어 하우징부 내부면에 설치되고, 그라운드 접지된 그라운드 전극;
을 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세퍼레이터는,
유동배관의 일단에 설치되고, 압축공기 공급장치로부터 공급된 압축공기가 유입되는 압축공기 유입구;
유동배관의 일단에 설치되고, 하전된 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유입되는 입자 유입구;
유동배관의 길이 방향과 직각방향으로 서로 대향하도록 유동배관의 타단에 설치된 제 1 배출구 및 제 2 배출구;
일단에 압축공기 유입구 및 입자 유입구를 구비하고, 타단에 제 1 배출구 및 제 2 배출구를 구비하며, 내부로 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유동할 수 있는 유로를 구비하는 유동배관; 및
상기 유동배관 측면에 서로 대향하도록 각각 설치되고, 서로 다른 극성으로 대전되는 제 1 대전극판 및 제 2 대전극판;
을 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 세퍼레이터는, 제 1 배출구와 제 2 배출구 사이에 위치하고 유동배관 내부방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성된 돌기부를 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 이용하여 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출하는 방법을 제공할 수 있는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 검출방법은,
a) 대기 중에 부유하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공기와 함께 임팩터로 흡입하는 입자흡입단계;
b) 흡입장치로부터 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 임팩터를 이용하여 입자 크기별로 분류하는 입자분류단계;
c) 임팩터로부터 분류된 각각의 입자를 하전장치를 이용하여 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 입자하전단계;
d) 하전장치로부터 하전된 각각의 입자를 세퍼레이터를 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 대전입자 분류단계; 및
e) 입자 측정 센서를 이용하여 세퍼레이터로부터 분류된 입자들의 농도를 측정하는 입자측정단계;
를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 포함하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템을 제공할 수 있는 바, 본 발명의 일측면에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템은,
상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치;
상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치의 구동을 제어하는 제어부;
상기 입자 측정 센서와 연결되어 입자 측정 센서로 검출된 입자들의 농도를 종합하여 결과 데이터를 산출하는 데이터 산출부; 및
상기 데이터 산출부로부터 산출된 결과 데이터를 디스플레이해주는 디스플레이 화면;
을 포함하는 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템은 휴대 가능한 일체형 모듈일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치 및 이를 이용한 검출방법에 따르면, 입자의 크기에 따라 입자를 분류하는 임팩터(impactor) 및 바이오 입자와 넌바이오 입자를 분류하는 세퍼레이터(separator)를 구비함으로써, 대기 중에 부유하는 바이오 입자 뿐만 아니라 넌바이오 입자까지 실시간 측정 가능하다.
또한, 본 발명의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치에 따르면, 입자의 크기에 따라 입자를 분류하는 임팩터(impactor), 및 바이오 입자와 넌바이오 입자를 분류하는 세퍼레이터(seperator)를 하나의 장치에 장착함으로써, 별도의 샘플링과 일련의 수작업이 필요하지 않는다.
결과적으로, 본 발명의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치 및 이를 이용한 검출방법에 따르면, 별도의 샘플링과 일련의 수작업이 필요하지 않아 현장에서 바이오 입자와 넌바이오 입자를 신속하게 검출할 수 있다.
도 1은 측정 대상물을 배양시켜 이를 측정하는 종래 기술에 따른 측정방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 측정 대상물에 염색을 실시한 후 이를 형광현미경으로 관찰하는 종래 기술에 따른 측정방법에 사용되는 형광현미경을 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 임팩터를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 3에 도시된 하전장치를 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 3에 도시된 세퍼레이터를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 이용하여 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는 측정 대상물에 염색을 실시한 후 이를 형광현미경으로 관찰하는 종래 기술에 따른 측정방법에 사용되는 형광현미경을 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 임팩터를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 3에 도시된 하전장치를 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 3에 도시된 세퍼레이터를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 이용하여 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템을 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600)는, 임팩터(200), 하전장치(300), 세퍼레이터(400) 및 입자 측정 센서(500)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 임팩터(200)는 외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 입자 크기별로 분류하는 구조일 수 있다. 대기중에 부유하고 있는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 임팩터(200) 내부로 흡입시키기 위해, 본 검출장치의 후단부 즉, 입자 측정 센서(500) 후단부에 소정 크기의 압력으로 공기를 흡입하는 펌프가 장착될 수 있다. 여기서 언급한 펌프는 외부로부터 임팩터(200) 내부로 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 흡입시킬 수 있는 또 다른 장치로 대체될 수 있음은 물론이다.
또한, 하전장치(300)는, 임팩터(200)로부터 분류된 각각의 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 구조일 수 있다.
세퍼레이터(400)는, 하전장치(300)로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 구조일 수 있다.
입자 측정 센서(500)는 세퍼레이터(400)로부터 분류된 입자들이 배출되는 배출구에 장착되고, 배출구로 배출되는 입자의 농도를 측정할 수 있다.
따라서, 이러한 구조를 포함하는 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치는, 입자의 크기에 따라 입자를 분류하는 임팩터(impactor) 및 바이오 입자와 넌바이오 입자를 분류하는 세퍼레이터(separator)를 구비함으로써, 대기 중에 부유하는 바이오 입자 뿐만 아니라 넌바이오 입자까지 실시간 측정 가능하다.
본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 구성하는 각 부분에 대한 구체적인 설명을 이하 상세히 설명하기로 한다.
도 4에는 도 3에 도시된 임팩터를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 임팩터(200)는 주입채널(210), 부 유동 채널(230) 및 주 유동 채널(220)을 포함하는 구성일 수 있다. 구체적으로, 주입채널(210)은 흡입장치(100)로부터 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공급받는 구조이고, 부 유동 채널(230)은 주입 채널(210) 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 같은 방향으로 설치된 구조이며, 주 유동 채널(220)은 주입 채널(210) 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 수직 방향으로 설치된 구조일 수 있다.
이러한 구조를 포함하는 임팩터(200)는 주입 채널(210)로 공급된 바이오 입자(12) 및 넌바이오 입자(11)를 크기별로 분류할 수 있다. 구체적으로, 크기가 비교적 큰 입자(12)는 주입 채널(210)로 공급되어 유동하는 관성력에 의해 주 유동 채널(220)로 꺾여 유동되지 못하고 주 유동 채널(220)로 유동하며, 크기가 비교적 작은 입자(11)는 주입 채널(210)로 공급되어 유동하는 관성력에 관계없이 주 유동 채널(220)로 꺾여 유동될 수 있다. 따라서, 이러한 구조를 포함하는 임팩터(200)는 크기별로 입자를 분류할 수 있다.
도 5에는 도 3에 도시된 하전장치를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 하전장치(300)는, 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시킬 수 있는 장치라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 코로나 방전을 이용한 하전장치 또는 플라즈마 이온 발생장치일 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 하전장치(300)는 하우징부(310), 하전 전극(320) 및 그라운드 전극(330)를 포함하는 구성일 수 있다.
하우징부(310)는 임팩터(200)로부터 공급된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 주입되는 주입부(311), 및 하전된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 배출되는 배출구(312)를 구비하는 구조일 수 있다.
하전 전극(320)은, 하우징부(310) 내부에 설치되고, 하우징부(310) 내부를 유동하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 하전시키도록 소정 크기의 전압이 인가된 구조일 수 있다.
또한, 그라운드 전극(330)은 하전 전극(320)과 소정 거리만큼 이격되어 하우징부(310) 내부면에 설치되고, 그라운드 접지된 구조일 수 있다.
따라서, 이러한 구조를 포함하는 하전장치(300)는 임팩터(200)로부터 공급된 바이오 입자와 넌바이오 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시킬 수 있다.
구체적으로, 임팩터(200)로부터 동일한 크기로 분류된 바이오 입자와 넌바이오 입자는 특정 전하(양극 또는 음극)으로 하전되며, 각기 다른 하전량으로 하전된다. 더욱 구체적으로, 바이오 입자와 넌바이오 입자는 입자 표면의 전도율(conductivity) 차이로 인해, 바이오 입자는 넌바이오 입자에 비해 더욱 큰 하전량으로 하전된다.
도 6에는 도 3에 도시된 세퍼레이터를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 세퍼레이터(400)는, 압축공기 유입구(410), 입자 유입구(420), 제 1 배출구(431), 제 2 배출구(432), 유동배관(440), 제 1 대전극판(451) 및 제 2 대전극판(452)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 압축공기 유입구(410)는 유동배관(440)의 일단에 설치되고, 압축공기 공급장치(110)로부터 공급된 압축공기가 유입되는 구조이고, 입자 유입구(420)는 유동배관(440)의 일단에 설치되고, 하전된 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유입되는 구조일 수 있다. 또한, 제 1 배출구(431) 및 제 2 배출구(432)는 유동배관(440)의 길이 방향과 직각방향으로 서로 대향하도록 유동배관(440)의 타단에 설치된 구조일 수 있다. 유동배관(440)은 일단에 압축공기 유입구(410) 및 입자 유입구(420)를 구비하고, 타단에 제 1 배출구(431) 및 제 2 배출구(432)를 구비하며, 내부로 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유동할 수 있는 유로(441)를 구비하는 구조일 수 있다. 또한, 제 1 대전극판(451) 및 제 2 대전극판(452)은 유동배관(440) 측면에 서로 대향하도록 각각 설치되고, 서로 다른 극성으로 대전되는 구조일 수 있다.
경우에 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 세퍼레이터(400)는, 제 1 배출구(431)와 제 2 배출구(432) 사이에 위치하고 유동배관(440) 내부방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성된 돌기부(460)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 하전 된 입자(13, 14)의 분류 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 각기 다른 하전량으로 하전된 바이오 입자와 넌바이오 입자는 전기장이 형성된 세퍼레이터(400)를 통해 각기 다른 배출구(431, 432)로 분류되어 배출될 수 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 넌바이오 입자(14)에 비해 더욱 큰 하전량으로 하전된 바이오 입자(13)는 세퍼레이터(400)의 전기장에 의해 이끌려 제 2 배출구(432)로 배출되지만, 바이오 입자(13)에 비해 작은 하전량으로 하전된 넌바이오 입자(14)는 제 1 배출구(431)로 배출되게 된다.
바이오 입자(13)와 넌바이오 입자(14)의 분류 정확도를 향상시키기 위해, 압축공기 유입구(410)로부터 유입되는 압축공기의 유량과 유속을 조절할 수 있다. 또한, 세퍼레이터(400)에 구비된 제 1 대전극판(451)와 제 2 대전극판(452) 사이에 발생하는 전기장의 크기를 조절하여 분류 정확도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치에 따르면, 입자의 크기에 따라 입자를 분류하는 임팩터(impactor) 및 바이오 입자와 넌바이오 입자를 분류하는 세퍼레이터(separator)를 구비함으로써, 대기 중에 부유하는 바이오 입자 뿐만 아니라 넌바이오 입자까지 실시간 측정 가능하다.
도 7에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600')는, 상기 언급한 제 1 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치의 구성과 비교하여, 다수의 임팩터(201, 202, 203), 다수의 하전장치(301, 302, 303), 다수의 세퍼레이터(401, 402, 403) 및 다수의 입자 측정 센서(501, 502, 503)를 포함하는 구성일 수 있다.
각 부분에 대한 구체적인 설명은 상기 언급한 제 1 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치와 동일하므로 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600')는, 다수의 임팩터를 구비함으로써 입자의 크기 분류를 더욱 세밀하게 하는 구조일 수 있다.
즉, 제 1 임팩터(201)는, 외부로부터 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 1 입자 직경을 기준으로 제 1 입자 직경보다 큰 입자는 외부로 배출하고, 제 1 입자 직경보다 작은 입자를 분류하여 제 2 임팩터(202)로 공급할 수 있다. 또한, 제 2 임팩터(202)는, 제 1 임팩터(201)로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 2 입자 직경을 기준으로 제 2 입자 직경보다 큰 입자는 제 1 하전장치(301)로 공급하고, 제 2 입자 직경보다 작은 입자는 제 3 임팩터(203)로 공급할 수 있다. 또한, 제 3 임팩터(203)는, 제 2 임팩터(202)로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 3 입자 직경을 기준으로 제 3 입자 직경보다 큰 입자는 제 2 하전장치(302)로 공급하고, 제 3 입자 직경보다 작은 입자는 제 3 하전장치(303)로 공급할 수 있다.
따라서, 이러한 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600')는 더욱 세분화된 입자 직경 분류에 따라 바이오 입자와 넌바이오 입자를 분류하여 검출할 수 있다.
도 8에는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 나타내는 개념도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600'')는, 상기 언급한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치의 구성과 비교하여, 다수의 임팩터(201, 202, 204), 다수의 하전장치(301, 304, 305), 다수의 세퍼레이터(401, 404, 405) 및 다수의 입자 측정 센서(501, 504, 505)를 포함하는 구성일 수 있다.
본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600'')는, 상기 언급한 제 2 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600')와 같이, 다수의 임팩터를 구비함으로써 입자의 크기 분류를 더욱 상세히 한 구조일 수 있다. 이러한 구성은 설계자 또는 운용자의 설계의도 또는 검출의도에 따라 변경될 수 있는 구조일 수 있다.
따라서, 이러한 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600'')는, 더욱 세분화된 입자의 크기에 따라 대기 중에 부유하는 바이오 입자 뿐만 아니라 넌바이오 입자까지 실시간 측정 가능하다.
도 9에는 본 발명에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 이용하여 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.
도 9를 도 3과 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출방법(S100)은, 대기 중에 부유하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공기와 함께 임팩터로 흡입하는 입자흡입단계(S110)를 포함하는 구성일 수 있다. 구체적으로, 대기중에 부유하고 있는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 임팩터(200) 내부로 흡입시키기 위해, 본 검출장치의 후단부 즉, 입자 측정 센서(500) 후단부에 소정 크기의 압력으로 공기를 흡입하는 펌프가 장착될 수 있다. 여기서 언급한 펌프는 외부로부터 임팩터(200) 내부로 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 흡입시킬 수 있는 또 다른 장치로 대체될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출방법(S100)은, 외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 임팩터를 이용하여 입자 크기별로 분류하는 입자분류단계(S120), 및 임팩터로부터 분류된 각각의 입자를 하전장치를 이용하여 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 입자하전단계(S130)를 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출방법(S100)은, 하전장치로부터 하전된 각각의 입자를 세퍼레이터를 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 대전입자 분류단계(S140), 및 입자 측정 센서를 이용하여 세퍼레이터로부터 분류된 입자들의 농도를 측정하는 입자측정단계(S150)를 포함하는 구성일 수 있다.
따라서, 본 발명의 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출방법에 따르면, 별도의 샘플링과 일련의 수작업이 필요하지 않아 현장에서 바이오 입자와 넌바이오 입자를 신속하게 검출할 수 있다.
도 10에는 본 발명에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템을 나타내는 개념도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템을 나타내는 개념도가 도시되어 있다.
우선, 도 10을 도 3과 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템(700)은, 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600), 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치의 구동을 제어하는 제어부(710), 입자 측정 센서와 연결되어 입자 측정 센서로 검출된 입자들의 농도를 종합하여 결과 데이터를 산출하는 데이터 산출부(720), 및 데이터 산출부로부터 산출된 결과 데이터를 디스플레이해주는 디스플레이 화면(730)을 포함하는 구성일 수 있다.
다음으로 도 11을 도 8과 함께 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템(700')은, 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600''), 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치의 구동을 제어하는 제어부(710), 입자 측정 센서와 연결되어 입자 측정 센서로 검출된 입자들의 농도를 종합하여 결과 데이터를 산출하는 데이터 산출부(720), 및 데이터 산출부로부터 산출된 결과 데이터를 디스플레이해주는 디스플레이 화면(730)을 포함하는 구성일 수 있다.
경우에 따라서, 상기 언급한 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템(700, 700')은 휴대 가능한 일체형 모듈 일 수 있다.
따라서, 이러한 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템(700, 700')은 별도의 샘플링과 일련의 수작업이 필요하지 않아 현장에서 바이오 입자와 넌바이오 입자를 신속하게 검출할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 입자
11: 상대적으로 크기가 작은 입자
12: 상대적으로 크기가 큰 입자
13: 양이온이 상대적으로 많이 부착된 바이오 입자
14: 양이온이 상대적으로 적게 부착된 넌바이오 입자
100: 펌프
110: 압축공기 공급장치
200: 임팩터
201: 제 1 임팩터
202: 제 2 임팩터
203: 제 3 임팩터
204: 제 n 임팩터
210: 주입 채널
220: 주 유동 채널
230: 부 유동 채널
300: 하전장치
301: 제 1 하전장치
302: 제 2 하전장치
303: 제 3 하전장치
304: 제 n-1 하전장치
305: 제 n 하전장치
310: 하우징부
311: 주입부
312: 배출구
320: 하전 니들
330: 그라운드 전극판
400: 세퍼레이터
401: 제 1 세퍼레이터
402: 제 2 세퍼레이터
403: 제 3 세퍼레이터
404: 제 n-1 세퍼레이터
405: 제 n 세퍼레이터
410: 압축공기 유입구
420: 입자 유입구
431: 제 1 배출구
432: 제 2 배출구
440: 유동배관
451: 제 1 대전극판
452: 제 2 대전극판
460: 돌기부
500, 501, 502, 503, 504, 505: 입자 측정 센서
600, 600', 600'': 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치
700, 700': 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템
710: 제어부
720: 데이터 산출부
730: 디스플레이 화면
11: 상대적으로 크기가 작은 입자
12: 상대적으로 크기가 큰 입자
13: 양이온이 상대적으로 많이 부착된 바이오 입자
14: 양이온이 상대적으로 적게 부착된 넌바이오 입자
100: 펌프
110: 압축공기 공급장치
200: 임팩터
201: 제 1 임팩터
202: 제 2 임팩터
203: 제 3 임팩터
204: 제 n 임팩터
210: 주입 채널
220: 주 유동 채널
230: 부 유동 채널
300: 하전장치
301: 제 1 하전장치
302: 제 2 하전장치
303: 제 3 하전장치
304: 제 n-1 하전장치
305: 제 n 하전장치
310: 하우징부
311: 주입부
312: 배출구
320: 하전 니들
330: 그라운드 전극판
400: 세퍼레이터
401: 제 1 세퍼레이터
402: 제 2 세퍼레이터
403: 제 3 세퍼레이터
404: 제 n-1 세퍼레이터
405: 제 n 세퍼레이터
410: 압축공기 유입구
420: 입자 유입구
431: 제 1 배출구
432: 제 2 배출구
440: 유동배관
451: 제 1 대전극판
452: 제 2 대전극판
460: 돌기부
500, 501, 502, 503, 504, 505: 입자 측정 센서
600, 600', 600'': 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치
700, 700': 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템
710: 제어부
720: 데이터 산출부
730: 디스플레이 화면
Claims (17)
- 대기 중에 부유하는 바이오 입자(bio particle) 및 넌바이오 입자(non-bio particle)를 흡입하여 크기별로 분류한 후, 각 크기별 바이오 입자와 넌바이오 입자의 농도를 실시간 검출하는 검출장치(600)로서,
외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 입자 크기별로 분류하는 임팩터(200);
상기 임팩터(200)로부터 분류된 각각의 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 하전장치(300);
상기 하전장치(300)로부터 하전된 입자가 유입되고, 압축공기를 공급하여 형성된 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 세퍼레이터(400); 및
상기 세퍼레이터(400)로부터 분류된 입자들이 배출되는 배출구에 장착되고, 배출구로 배출되는 입자의 농도를 측정하는 입자 측정 센서(500);
를 포함하되,
상기 세퍼레이터(400)는 유동배관(440) 측면에 서로 대향하도록 각각 설치되고, 서로 다른 극성으로 대전되는 제 1 대전극판(451) 및 제 2 대전극판(452)을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600)는,
대기 중에 부유하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 운반할 압축공기를 공급하는 압축공기 공급장치(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 임팩터(200)는,
외부로부터 유입된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공급받는 주입 채널(210);
상기 주입 채널(210) 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 같은 방향으로 설치된 부 유동 채널(230); 및
상기 주입 채널(210) 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 수직 방향으로 설치된 하나 이상의 주 유동 채널(220);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하전장치(300)는, 코로나 방전을 이용한 하전장치인 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하전장치(300)는,
상기 임팩터(200)로부터 공급된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 주입되는 주입부(311), 및 하전된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 배출되는 배출구(312)를 구비하는 하우징부(310);
상기 하우징부(310) 내부에 설치되고, 하우징부(310) 내부를 유동하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 하전시키도록 소정 크기의 전압이 인가된 하전 전극(320); 및
상기 하전 전극(320)과 소정 거리만큼 이격되어 하우징부(310) 내부면에 설치되고, 그라운드 접지된 그라운드 전극(330);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 세퍼레이터(400)는,
유동배관(440)의 일단에 설치되고, 압축공기 공급장치(110)로부터 공급된 압축공기가 유입되는 압축공기 유입구(410);
유동배관(440)의 일단에 설치되고, 하전된 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유입되는 입자 유입구(420);
유동배관(440)의 길이 방향과 직각방향으로 서로 대향하도록 유동배관(440)의 타단에 설치된 제 1 배출구(431) 및 제 2 배출구(432); 및
일단에 압축공기 유입구(410) 및 입자 유입구(420)를 구비하고, 타단에 제 1 배출구(431) 및 제 2 배출구(432)를 구비하며, 내부로 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유동할 수 있는 유로(441)를 구비하는 유동배관(440);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 세퍼레이터(400)는, 제 1 배출구(431)와 제 2 배출구(432) 사이에 위치하고 유동배관(440) 내부방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성된 돌기부(460)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 대기 중에 부유하는 바이오 입자(bio particle) 및 넌바이오 입자(non-bio particle)를 흡입하여 크기별로 분류한 후, 각 크기별 바이오 입자와 넌바이오 입자의 농도를 실시간 검출하는 검출장치(600')로서,
외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 1 입자 직경을 기준으로 제 1 입자 직경보다 큰 입자는 외부로 배출하고, 제 1 입자 직경보다 작은 입자를 분류하여 제 2 임팩터(202)로 공급하는 제 1 임팩터(201);
상기 제 1 임팩터(201)로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 2 입자 직경을 기준으로 제 2 입자 직경보다 큰 입자는 제 1 하전장치(301)로 공급하고, 제 2 입자 직경보다 작은 입자는 제 3 임팩터(203)로 공급하는 제 2 임팩터(202);
상기 제 2 임팩터(202)로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 제 3 입자 직경을 기준으로 제 3 입자 직경보다 큰 입자는 제 2 하전장치(302)로 공급하고, 제 3 입자 직경보다 작은 입자는 제 3 하전장치(303)로 공급하는 제 3 임팩터(203);
상기 제 2 임팩터(202)로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 제 1 하전장치(301);
상기 제 3 임팩터(203)로부터 분류되어 공급된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 제 2 하전장치(302) 및 제 3 하전장치(303);
상기 제 1 하전장치(301)로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 제 1 세퍼레이터(401);
상기 제 2 하전장치(302)로부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 제 2 세퍼레이터(402);
상기 제 3 하전장치로(303)부터 하전된 입자가 유입되고, 일정 유량의 공기 흐름과 전기력을 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 제 3 세퍼레이터(403);
상기 제 1 세퍼레이터(401), 제 2 세퍼레이터(402) 및 제 3 세퍼레이터(403)로부터 분류된 입자들이 배출되는 각각의 배출구에 장착되고, 각각의 배출구로 배출되는 입자의 농도를 측정하는 입자 측정 센서(501, 502, 503);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치(600')는,
대기 중에 부유하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 운반할 압축공기를 공급하는 압축공기 공급장치(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 임팩터(201), 제 2 임팩터(202), 제 3 임팩터(203)는,
외부로부터 유입된 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공급받는 주입 채널(210);
상기 주입 채널(210) 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 같은 방향으로 설치된 부 유동 채널(230); 및
상기 주입 채널(210) 내부로 주입된 각 입자의 유동 방향과 수직 방향으로 설치된 하나 이상의 주 유동 채널(220);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 하전장치(301), 제 2 하전장치(302) 및 제 3 하전장치(303)는,
코로나 방전을 이용한 하전장치인 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 하전장치(301, 302, 303)는,
상기 임팩터(202, 203)로부터 공급된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 주입되는 주입부(311), 및 하전된 바이오 입자와 넌바이오 입자가 배출되는 배출구(312)를 구비하는 하우징부(310);
상기 하우징부(310) 내부에 설치되고, 하우징부(310) 내부를 유동하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 하전시키도록 소정 크기의 전압이 인가된 하전 전극(320); 및
상기 하전 전극(320)과 소정 거리만큼 이격되어 하우징부(310) 내부면에 설치되고, 그라운드 접지된 그라운드 전극(330);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 세퍼레이터(401, 402, 403)는,
유동배관(440)의 일단에 설치되고, 압축공기 공급장치(110)로부터 공급된 압축공기가 유입되는 압축공기 유입구(410);
유동배관(440)의 일단에 설치되고, 하전된 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유입되는 입자 유입구(420);
유동배관(440)의 길이 방향과 직각방향으로 서로 대향하도록 유동배관(440)의 타단에 설치된 제 1 배출구(431) 및 제 2 배출구(432);
일단에 압축공기 유입구(410) 및 입자 유입구(420)를 구비하고, 타단에 제 1 배출구(431) 및 제 2 배출구(432)를 구비하며, 내부로 바이오 입자 및 넌바이오 입자가 유동할 수 있는 유로(441)를 구비하는 유동배관(440); 및
상기 유동배관(440) 측면에 서로 대향하도록 각각 설치되고, 서로 다른 극성으로 대전되는 제 1 대전극판(451) 및 제 2 대전극판(452);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 세퍼레이터(401, 402, 403)는, 제 1 배출구(431)와 제 2 배출구(432) 사이에 위치하고 유동배관(440) 내부방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성된 돌기부(460)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치를 이용하여 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 검출하는 방법(S100)으로서,
a) 대기 중에 부유하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 공기와 함께 임팩터로 흡입하는 입자흡입단계(S110);
b) 외부로부터 흡입한 바이오 입자 및 넌바이오 입자를 임팩터를 이용하여 입자 크기별로 분류하는 입자분류단계(S120);
c) 임팩터로부터 분류된 각각의 입자를 하전장치를 이용하여 특정 전하(양극 또는 음극)로 하전시키는 입자하전단계(S130);
d) 하전장치로부터 하전된 각각의 입자를 세퍼레이터를 이용하여 서로 다른 하전량으로 대전된 입자를 분류하는 대전입자 분류단계(S140); 및
e) 입자 측정 센서를 이용하여 세퍼레이터로부터 분류된 입자들의 농도를 측정하는 입자측정단계(S150);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출방법.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치;
상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출장치의 구동을 제어하는 제어부(710);
상기 입자 측정 센서와 연결되어 입자 측정 센서로 검출된 입자들의 농도를 종합하여 결과 데이터를 산출하는 데이터 산출부(720); 및
상기 데이터 산출부로부터 산출된 결과 데이터를 디스플레이해주는 디스플레이 화면(730);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템(700).
- 제 16 항에 있어서,
상기 바이오 입자 및 넌바이오 입자 실시간 검출 시스템(700)은 휴대 가능한 일체형 모듈인 것을 특징으로 하는 바이러스 검출 시스템.
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