KR101616254B1 - 농축 비오염 가스 공급용 전자코 전처리 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자코 장치에 공급되는 측정용 가스를 농축하고 불필요한 물질이 혼합되지 않도록 하는 농축 비오염 측정용 가스 공급용 전자코 전처리 기구에 관한 것이다. 이에, 전자코 전처리 기구는, 유입되는 외부 공기를 정화하는 정화부, 상기 정화부에 의해 정화된 외부 공기를 일측에서 유입하여, 측정용 가스와 혼합하여, 타측으로 유출하여, 전자코 장치로 공급하는 메인관, 및 상기 메인관의 일부에 상기 측정용 가스를 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.

Description

농축 비오염 가스 공급용 전자코 전처리 기구 {PRETREATMENT DEVICE FOR PROVIDING CONCENTRATED AND NON-CONTAMINATED GAS FOR ELECTRONIC NOSE APPARATUS}

본 발명은 전자코 장치에 공급되는 측정용 가스를 농축하고 불필요한 물질이 혼합되지 않도록 하는 농축 비오염 측정용 가스 공급용 전자코 전처리 기구에 관한 것이다.

냄새 즉 가스의 성분을 측정하는 전자코 장치는 가스 센서 어레이를 구비하는데, 측정용 가스의 농도가 낮은 경우 센서 어레이에서 측정되는 측정 신호의 강도가 매우 낮아, 정확성이 낮다. 이에 측정용 가스를 농축하여 센서 어레이에 공급되는 경우, 냄새 패턴을 더 정확하고 신속하게 측정할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전자코 장치에 공급되는 측정용 가스가 다량으로 농축되며, 오염되지 않도록 미리 처리하는 전자코 전처리 기구를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자코 전처리 기구는, 유입되는 외부 공기를 정화하는 정화부; 상기 정화부에 의해 정화된 외부 공기를 일측에서 유입하여, 측정용 가스와 혼합하여, 타측으로 유출하여, 전자코 장치로 공급하는 메인관; 및 상기 메인관의 일부에 상기 측정용 가스를 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 공급부는, 상기 메인관의 일부에 생성된 개구부와 연결되는 시료 공급관; 상기 시료 공급관 내부에 배치되며, 일측에 몸체 내부의 기체를 상기 메인관을 향해 투과시키는 투과막을 구비하는 시료통; 및 상기 시료통이 상기 시료 공급관 내부에 고정되도록 상기 시료통의 타측에 압력을 가하며, 상기 시료통이 투입되는 상기 시료 공급관의 개구부를 외부와 차단하는 마개를 포함할 수 있다.

또한, 상기 투과막 외부 표면을 통과하는 유체의 압력은 통과하기 전의 압력 보다 낮은 것이 바람직하다. 상기 투과막을 포함하는 상기 시료통의 일측 일부는 상기 메인관의 내부 중공에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정화부는, 상기 외부 공기가 유입되는 유입구; 일측의 상기 유입구를 통해 유입된 상기 외부 공기를 타측에 연결된 상기 메인관으로 공급하는 정화관; 및 상기 정화관 내부에 배치되어 상기 유입된 외부 공기를 정화하는 복수의 다공성 물질을 구비할 수 있다. 상기 정화부는, 상기 복수의 다공성 물질이 상기 정화관 외부로 반출되지 않도록 하며 유체는 통과시키는 적어도 하나의 격벽을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 격벽은 상기 정화관의 일측 및 타측 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 격벽은, 유체를 통과시키며, 상기 복수의 다공성 물질은 통과되지 않도록 하는 그물망; 및 상기 그물망의 외곽 부분을 하우징하며, 단면 모양이 상기 정화관의 중공 단면과 실질적으로 동일한 하우징을 구비할 수 있다. 상기 정화관의 단면은 상기 메인관의 단면 보다 크며, 상기 하우징의 내부에 형성되어 유체를 통과시키는 개구부의 모양 및 단면적은 상기 메인관의 단면의 모양 및 단면적과 각각 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 상기 적어도 하나의 격벽이 상기 정화관의 일측에 배치되는 제1 격벽은 상기 정화관과 탈착 가능한 나사 결합 또는 억지 끼움 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 별도의 시료통을 사용하며, 시료통의 가스가 투과되는 투과막 외부의 압력을 낮추어, 투과되는 측정용 가스의 양을 높였으며, 정화된 외부 공기를 이용하여, 측정용 가스의 순도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자코 전처리 기구의 외부 사시도이고,
도 2는 도 1의 전자코 전처리 기구의 일부 분해 사시도이고,
도 3 및 도 4는 도 1의 전자코 전처리 기구의 내부 단면도이고,
도 5는 도 1의 전자코 전처리 기구의 격벽에 대한 사시도이고,
도 6은 도 1의 전자코 전처리 기구의 시료통에 대한 사시도이다.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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. 또한 네트워크 상의 제1 구성요소와 제2 구성요소가 연결되어 있거나 접속되어 있다는 것은, 유선 또는 무선으로 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에 데이터를 주고 받을 수 있음을 의미한다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전자코 전처리 기구는 측정용 가스를 농축하여 다른 성분이 최소로 하여 전자코 장치로 공급하는 기구이다. 전자코 장치는 냄새 패턴 인식이 가능한 센서 어레이 모듈을 탑재하여, 측정용 가스의 성분을 해석할 수 있다. 센서 어레이 모듈은 반도체식, 전기화학식, 광학식 센서, 또는 2 이상의 조합이 이용될 수 있다. 센서 어레이 모듈에서 센싱된 각 센싱 신호는 특정 가스 또는 특정 가스군의 농도에 비례할 수 있다. 전자코 장치는 센싱 신호들을 기 구축된 데이터베이스의 데이터와 비교하여, 냄새 패턴을 해석할 수 있다. 이러한 냄새 패턴은 발효 공정 등 식품의 신선도나 맛의 모니터링 및 제어, 냄새에 따른 질병 유무 등의 판단, 악취의 원인 파악, 화장품 및 향수 산업 등의 향 분석 등에 이용될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자코 전처리 기구의 외부 사시도이고, 도 2는 도 1의 전자코 전처리 기구의 일부 분해 사시도이고, 도 3 및 도 4는 도 1의 전자코 전처리 기구의 내부 단면도이고, 도 5는 도 1의 전자코 전처리 기구의 격벽에 대한 사시도이고, 도 6은 도 1의 전자코 전처리 기구의 시료통에 대한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 전자코 전처리 기구(10)는 내부에 T 자형 유로가 형성된 본체(100), 시료통(400), 복수의 다공성 물질(500), 제1 격벽(350, 360), 및 제2 격벽(330, 340)을 포함할 수 있다. 각 구성요소는 설명의 편의를 위해 구분할 것으로, 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 표현될 수 있으며, 하나의 구성요소는 다수의 구성요소로 구분될 수 있다. 예를 들어, 본체(100) 내부의 T 자형 유로는, 메인관(140) 및 시료 공급관(125)으로 표현될 수 있다. 전자코 전처리 기구(10)는 유입되는 외부 공기를 정화하는 정화부, 상기 정화부에 의해 정화된 외부 공기를 일측에서 유입하여, 측정용 가스와 혼합하여, 타측으로 유출하여, 전자코 장치로 공급하는 메인관(140), 및 상기 메인관의 일부에 상기 측정용 가스를 공급하는 공급부를 포함하는 것으로 표현될 수 있다. 이하, 각 표현을 혼용하여 설명한다.

본체(100)는 메인관(140)의 일측에 연결되는 정화관(130)을 더 포함할 수 있다. 전자코 전처리 기구(10)는 정화관(130)의 일측에 외부 공기가 유입되는 유입구(320)를 더 포함할 수 있다.

정화관(130)의 내부에 유입구(320)를 통해 유입되는 외부 공기를 정화하는 복수의 다공성 물질(500)이 배치될 수 있다. 복수의 다공성 물질(500)은 활성탄, 제올라이트(zeolite) 등 체적의 15~95% 정도가 기공으로 이루어진 재료로서, 흡착 기능 등이 있어 정화 작용을 할 수 있다.

복수의 다공성 물질(500)은 유입구(320) 또는 메인관(140)으로 인입될 수 있다. 이에 전자코 전처리 기구(10)는 복수의 다공성 물질(500)이 정화관(130) 외부로 반출되지 않도록 하는 적어도 하나의 격벽을 더 포함할 수 있다. 격벽은 정화관(130)의 일측 및 타측을 막도록 2 개인 것이 바람직하다. 격벽 중 제1 격벽(350, 360)은 정화관(130)의 타측에 배치될 수 있다. 격벽 중 제2 격벽(330, 340)은 정화관(130)의 일측에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 격벽은 유체(외부 공기 또는 정화된 공기)를 통과시키며 다공성 물질은 통과되지 않도록 하는 제1 및 제2 그물망(340, 360)과 제1 및 제2 그물망(340, 360) 각각의 외곽 부분을 감싸며, 중심에 개구부가 형성되어 유체가 제1 및 제2 그물망(340, 360)을 통해 통과되도록 하며, 단면 모양이 정화관(130)의 내부(중공) 단면과 실질적으로 동일하게 형성되는 제1 및 제2 하우징(330, 350)을 구비할 수 있다. 각 하우징은 각 그물망의 일측 또는 양측을 감쌀 수 있다.

공기를 정화할 수 있는 체적을 넓히기 위해, 정화관(130)의 단면은 메인관(140)의 단면 보다 큰 것이 바람직하다. 유입구(320) 및 메인관(140)를 통과하는 유체의 흐름이 균일하도록, 유입구(320), 제1 및 제2 하우징(330, 350) 각각의 개구부, 및 메인관(140)의 단면 모양 및 단면적은 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 각 단면 모양은 원형인 것이 바람직하다.

복수의 다공성 물질(500)은 장시간 사용하면 여러 물질이 흡착되어, 그 기능이 떨어지므로, 교체할 필요가 있다. 이에 전자코 전처리 기구(10)는 복수의 다공성 물질(500)이 정화관(130)에서 교체가 용이하도록 하는 정화관 마개(310)를 더 포함할 수 있다. 정화관 마개(310)는 정화관(130)과 억지 끼움 또는 나사 결합 등으로 체결되어, 분리가 용이할 수 있다. 정화관 마개(310)는 유입구(320) 및 제2 격벽(330, 340)과 일체로 형성될 수 있다. 정화관 마개(310)는 유입구(320)로만 외부 공기가 유입되도록 정화관(130)의 주위를 밀봉하는 정화관 마개 오링(315)을 더 포함할 수 있다.

유입구(320), 정화관(130), 및 복수의 다공성 물질(500)은 유입되는 외부 공기를 정화하는 정화부를 구성할 수 있다. 정화부는 제1 격벽(350, 360) 및 제2 격벽(330, 340)을 더 구비할 수 있다. 정화관 마개(310) 및 정화관 마개 오링(315)는 정화부를 구성할 수 있다.

시료 공급관(125)은 메인관(140)와 분지되어 연결될 수 있다. 시료 공급관(125) 및 메인관(140)이 연결되는 연결부(150)가 T 자형으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 메인관(140)의 일부에 형성된 개구부를 통해 시료 공급관(125)이 특정 각도로 연결되는 구조일 수 있다. 시료 공급관(125)이 결합되는 메인관(140)의 개구부는 어느 곳에 위치하여도 무관하다. 예를 들어, 메인관(140)의 상부에 개구부가 형성된 것으로 도시되었지만, 개구부는 메인관(140)의 하부 또는 측면에 형성되어도 무방하다.

전자코 전처리 기구(10)는 시료 공급관(125) 내부에 배치되는 시료통(400)을 더 구비할 수 있다. 시료통(400)은 측정할 시료를 수용하는 몸체(410), 몸체(410) 일측에 형성된 개구부에 부착되어 몸체(410) 내부의 가스 시료를 투과 시키는 투과막(430), 및 투과막(430) 이외로 몸체(410) 내부의 가스가 새지 않도록 밀봉하는 밀봉(420)을 구비할 수 있다.

투과막(430)은 다공질막 또는 비다공질막으로 형성될 수 있다. 막과의 친화성이 좋은 기체 분자가 투과막(430) 반대편의 저압상으로 투과될 수 있다. 측정할 가스의 성분을 특정 범위에 있는 경우, 특정 범위의 가스 군과 친화성이 좋은 막을 사용하는 것이 바람직하다. 측정 가스의 범위를 모르는 경우, 투과막(430)은 다양한 가스가 투과될 수 있는 막인 것이 바람직하다. 일반적으로 투과막(430)의 두께를 얇게 하는 경우, 선택성이 넓어질 수 있다.

본 실시예에서, 시료통(400) 내부에 가스를 분출하는 시료가 수용될 수 있다. 예를 들어, 발효 식품, 특히 김치를 잘게 썰어 시료통(400) 내부에 집어 넣은 후, 김치에서 나오는 기체 성분을 분석하여 김치의 숙성 정도, 최적의 맛 등을 검출하는데 이용될 수 있다. 따라서 투과막(430)은 기체만을 투과시키고, 액체나 고체 또는 고형 물질은 투과시키지 않는 것이 바람직하다. 일반적인 기체 투과막은 이러한 성질을 만족한다.

시료 공급관(125) 및 시료통(400)은 메인관(140)에 측정용 가스를 공급하는 공급부를 구성할 수 있다. 공급부는 시료통(400)이 시료 공급관(125) 내부에 고정되도록 시료통(400)의 타측에 압력을 가하는 시료통 고정 마개(210)를 더 구비할 수 있다. 시료통 고정 마개(210)는 시료통(400)이 투입되는 시료 공급관(125)의 개구부(120)를 외부와 차단할 수 있다. 시료통 고정 마개(210)는 외부와의 밀봉을 위해, 고정 마개 밀봉용 오링(215)를 구비할 수 있다.

시료통(400)의 투과막(430)이 부착되는 일부는 메인관(140)의 내부(중동)에 배치되는 것이 바람직하다. 즉 투과막(430)은 메인관(140) 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 메인관(140) 내부에 흐르는 유체(정화된 외부 공기)와 혼합이 잘 되기 위해서이다. 또한 이러한 구조는 실질적으로 투과막(430)이 배치된 영역의 메인관(140)을 좁게하여, 투과막(430)이 배치된 연결부(150)의 압력을 낮출 수 있다. 이러한 저압은 시료통(400) 내부의 기체의 외부로의 투과율을 더 높일 수 있다. 투과막(430) 외부의 압력을 낮게 하기 위해, 베르누이 원리(Bernoulli's theorem)를 이용한 여러 구조가 이용될 수 있다. 예를 들어, 연결부(150) 부분의 메인관(140)의 직경을 작게 하는 구조가 이용될 수 있다.

본 실시예에 따른 전자코 전처리 기구(10)의 작동 구조는 다음과 같다. 유입구(320)을 통해 외부 공기가 본체(100) 내부로 유입될 수 있다. 유입된 외부 공기는 제2 격벽(330, 340)을 통과하여, 복수의 다공성 물질(500)에 의해 정화된 후, 제1 격벽(350, 360)을 통과하여 메인관(140)으로 이동할 수 있다. 정화관(130)의 체적을 크게 하여, 정화율을 향상시킬 수 있다. 정화관 마개(310)에 의해, 복수의 다공성 물질(500)은 수명이 다하면 쉽게 교체될 수 있다. 제1 및 제2 격벽에 의해, 복수의 다공성 물질(500)은 정화관(130) 외부로 반출되지 않는다. 유입구(320), 제1 및 제2 하우징(330, 350)이 개구부, 및 메인관(140)(특히, 정화관(130)과 연결되는 부분)의 단면 모양 및 단면적은 실질적으로 동일하여, 유동하는 유체는 큰 저항 없이 메인관(140)으로 유입될 수 있다. 이러한 정화부에 의해, 측정 가스에 오염될 만한 물질을 제거할 수 있다.

시료통(400) 내부의 가스는 투과막(430)을 투과하여, 메인관(140)으로 유입되는 정화된 외부 공기와 혼합된다. 연결부(150)는 저압이라, 가스의 투과막(430) 투과율을 높일 수 있다. 시료통(400)은 메인관(140)을 제외하고 외부와 밀봉되어 있어, 공기 성분을 제외하고는 측정용 가스만 전자코 장치로 공급할 수 있다. 또한 연결부(150)의 저압으로, 투과되는 측정용 가스의 양을 높일 수 있다. 이러한 효과로, 다량의 측정용 가스 즉, 농축된 측정용 가스를 얻을 수 있다. 일정 성분의 정화된 외부 공기를 제외하면, 전자코 전처리 기구(10)는 순수하고 농축된 측정용 가스를 전자코 장치로 공급할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

100: 본체 125: 시료 공급관
130: 정화관 140: 메인관
150: 연결부 400: 시료통
500: 다공성 물질

Claims (10)

1. 유입되는 외부 공기를 정화하는 정화부;
   상기 정화부에 의해 정화된 외부 공기를 일측에서 유입하여, 측정용 가스와 혼합하여, 타측으로 유출하여, 전자코 장치로 공급하는 메인관; 및
   상기 메인관의 일부에 상기 측정용 가스를 공급하는 공급부를 포함하고,
   상기 공급부는
   상기 메인관의 일부에 생성된 개구부와 연결되는 시료 공급관;
   상기 시료 공급관 내부에 배치되며, 일측에 몸체 내부의 기체를 상기 메인관을 향해 투과시키는 투과막을 구비하는 시료통; 및
   상기 시료통이 상기 시료 공급관 내부에 고정되도록 상기 시료통의 타측에 압력을 가하며, 상기 시료통이 투입되는 상기 시료 공급관의 개구부를 외부와 차단하는 마개를 포함하는, 농축 비오염 가스 공급용 전자코 전처리 기구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 투과막을 포함하는 상기 시료통의 일측 일부는 상기 메인관의 내부 중공에 배치되는, 전자코 전처리 기구.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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