KR101623787B1 - Portable real-time detecting device for biological aerosol - Google Patents

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KR101623787B1 KR1020150155833A KR20150155833A KR101623787B1 KR 101623787 B1 KR101623787 B1 KR 101623787B1 KR 1020150155833 A KR1020150155833 A KR 1020150155833A KR 20150155833 A KR20150155833 A KR 20150155833A KR 101623787 B1 KR101623787 B1 KR 101623787B1
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정유진
정영수
강영일
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Abstract

The present invention relates to a portable small-sized device for detecting bioaerosol in the air in real-time, comprising: a particle introduction unit through which a particle included in bioaerosol in the air introduced from the outside is introduced; a particle concentration unit which is installed in a main body case of a lower end of the particle introduction unit; and a particle optical measurement unit. The particle optical measurement unit includes: an optical chamber having a measurement space therein; a beam forming optical system for irradiating ultraviolet light emitting diode (UV-LED) beam to the particle introduced into the measurement space; a beam dumper for depolarizing the UV-LED beam irradiated from the beam forming optical system; a pair of reflectors arranged in the measurement space; a particle discharge unit for discharging the particle to the outside after communicating with the UV-LED beam in the measurement space; a beam separation optical system for detecting scattered light and fluorescence generated by the communication of the UV-LED beam and the particle in the measurement space, at the same time; and a battery power enabling a user to always carry by being applied to a battery.

Description

휴대용 생물입자 실시간 검출장치{PORTABLE REAL-TIME DETECTING DEVICE FOR BIOLOGICAL AEROSOL}[0001] PORTABLE REAL-TIME DETECTION DEVICE FOR BIOLOGICAL AEROSOL [0002]

본 발명은 대기 중 생물입자 농도를 실시간으로 분석하여 유해 생물입자의 존재를 실시간으로 경고하는 실시간 생물입자 검출장치에 관한 것으로서, 대기 중에 부유하는 미세입자를 검출장치에 이송하고, 자외선 발광다이오드(UV-LED) 빔과 단일의 미세입자가 서로 상호작용하여 발생하는 산란광과 형광을 모은 후 이를 파장대별로 분리하여 생물입자의 농도를 실시간 도출하며, 또한 배터리 동작이 가능하도록 소형화되어 시간과 장소에 구애받지 않고 적용될 수 있는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time biological particle detection apparatus for alarming the presence of harmful biological particles in real time by analyzing the concentration of biological particles in the air in real time. More particularly, the present invention relates to an apparatus for detecting fine particles suspended in the air, -LED) By collecting the scattered light and fluorescence generated by the interaction of the beam and the single fine particles, it is possible to extract the concentration of the bioparticle in real time by separating it by the wavelength band, and it is miniaturized to be able to operate the battery, The present invention relates to a portable bio particle real-time detection device that can be applied without using a sensor.

생물학 테러는 제조가 용이하고 이동 및 살포가 간단하여 최근 위험성이 증대되고 있으며, 잠복기간 중 보균자의 대중교통, 고속 이동 수단에 의해 광범위한 전염이 가능하여 심리적 공황과 극심한 경제적 혼란으로 많은 피해를 발생시킨다. 최근 많은 국가에서 발생하고 있는 메르스(MERES), 중증 급성 호흡기 증후군(severe acute respiratory syndrome, SARS) 등에 의한 경제적, 사회적 파급효과에 알 수 있듯이 인위적인 테러에 의한 치명적인 세균 전염이 발생할 때 그 이상의 공황 상태를 부를 것으로 예측된다.Biological terrorism is easy to manufacture, simple to move and spray, and recent danger has been increasing. It is possible to spread by public transportation and high-speed transportation of carriers during the latent period, causing a lot of damage due to psychological panic and extreme economic turmoil. . As the economic and social impacts of MERES, severe acute respiratory syndrome (SARS), etc., which have occurred in many countries in recent years, such as catastrophic bacterial transmission caused by anthropogenic terrorism, .

따라서 테러리스트에 의해 인위적으로 대기 중에 살포한 세균을 실시간으로 검출하여 이에 대응하는 조치를 취해야 하나 미세한 크기의 눈에 보이지 않은 입자로서 부유하기 때문에 확인이 불가능하여 별도의 검출장치가 필요하다.Therefore, it is necessary to detect bacteria that are artificially sprayed in the air by a terrorist in real time and take countermeasures, but since they float as microscopic sized invisible particles, a separate detection device is needed.

대기 중에 부유하고 있는 박테리아, 바이러스 또는 곰팡이 등과 같은 생물 에어로졸 입자(Biological Aerosol Particle)는 포집이라는 전통적 방법을 적용하여 배지에서 수 시간 내지 수 일 동안 배양하는 방법을 적용한다. 즉, 대기 중 다양한 입자에서 생물입자를 검출하기 위해서는 대기 샘플을 포집하고, 포집된 샘플에서 생물입자의 양이나 종류를 측정하는 과정으로 시료를 배지에 배양한 후 형성된 콜로니의 수를 계수하여 생물입자의 존재 유무를 판독하는 방법이다.Biological Aerosol Particles such as bacteria, viruses or fungi floating in the atmosphere apply a method of culturing for several hours to several days in a medium by applying a conventional method of collection. That is, in order to detect the biomolecules in various particles in the air, the atmospheric sample is collected and the amount and kind of the biomolecules are collected from the collected sample. The sample is cultured in the medium and the number of the colonies formed is counted, The presence or absence of the presence or absence of the information is read.

그러나 배양에 통상적으로 24시간 이상이 소요되며, 일정한 간격으로 계속 반복하여야 하며, 또한 수 시간 내지 수 일 이상의 배양을 거친 후에야 결과를 알 수 있고, 무엇보다 유해한 생물입자를 검출해야하는 시점을 알 수 없어 일정 시간 간격으로 계속 수집을 하여 연속적인 식별과정을 거쳐야하므로 많은 시간, 비용 및 인력이 요구된다.However, it usually takes more than 24 hours for culturing, and it is necessary to continuously repeat at constant intervals, and after a few hours to several days or more of incubation, the result can be known, and the point at which to detect harmful bioparticles It takes a lot of time, cost, and manpower because it has to be continuously collected at a predetermined time interval and subjected to a continuous identification process.

또 다른 방법으로 포집한 대기 시료를 중합효소 연쇄반응(Polymerase Chain Reaction, PCR) 장치를 사용하여 수 시간 내에 식별하는 방법이 있지만, 이것 또한 생물입자를 검출하는 시점마다 연속적으로 수행하여 막대한 비용과 인력이 필요한 점이 어려움으로 남아 있다.Another method is to identify the captured air samples within a few hours by using a polymerase chain reaction (PCR) device. However, this method is also continuously performed at every point of detection of the biological particles, This need remains a challenge.

이와 같이 연속적인 배양 확인에 따른 경제적 비용과 시간 및 대기 중 유해한 생물입자 검출 시점의 판단에 대한 어려움을 극복하고자 현재까지는 레이저유도형광(Laser Induced Fluorescence) 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 이 방법은 레이저빔을 흡입된 단일입자에 조사하면서 생긴 산란광과 형광 정보를 바탕으로 생물입자의 존재 여부 및 유해성을 도출하는 방법이다.In order to overcome the economic cost and time of continuous culture confirmation and the difficulty in determining the time of detection of harmful biomolecules in the atmosphere, it is common to use a laser induced fluorescence method to date. This method is a method of deriving the existence and harmfulness of biological particles based on scattered light and fluorescence information generated by irradiating the laser beam onto a single particle inhaled.

하지만, 현존하는 대기 중 생물입자 실시간 검출장비는 감시가 필요한 장소로 이동하여 측정하고자 할 때 대형 장비의 전력 공급과 이동 설치에 따른 복잡한 절차로 차량 혹은 특정한 장소에 고정 배치하여 왔다.However, existing airborne bioparticle real-time detection equipment has been fixedly placed in a vehicle or a specific place due to complicated procedures for power supply and moving installation of large equipment when moving to a place where monitoring is required.

한국등록특허 제 10-1310116 호Korean Patent No. 10-1310116

본 발명은 상기한 문제점을 극복하기 위해 소형의 배터리 동작으로 대기 중 부유하는 미세입자를 흡입하고, 흡입한 미세입자에 자외선 발광다이오드(Ultraviolet-Light emitting diode, UV-LED) 빔을 조사하여 생성된 산란광과 형광을 모은 후, 산란광과 형광을 파장대별로 분리하여 분석한 정보를 바탕으로 대기 중에 존재하는 생물입자의 유해성을 실시간으로 경고 할 수 있는 소형의 장치로 제공하여, 휴대가 가능하고 필요한 장소와 시간에 편리하게 이용할 수 있는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치의 제공에 목적이 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to overcome the above-described problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a micro- After collecting scattered light and fluorescence, it is provided as a small device that can warn the harmfulness of biological particles present in the atmosphere in real time based on information obtained by analyzing scattered light and fluorescence by wavelength band. And to provide a portable bioparticle real-time detection device that can be conveniently used in a short period of time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 휴대용 생물입자 실시간 검출장치는 본체케이스(100) 외부의 상단에 설치되어, 대기 중에 부유하는 입자를 유입할 때 조대입자(coarse particle)를 선별하는 선분리기(201)와 내부에 상기 선분리기(201)와 유로로 연결된 몸체(202)로 구성되는 입자도입부(200); 본체케이스(100) 내부에서 상기 입자도입부(200) 하단과 연결 설치되어 상기 몸체(202) 내의 유로를 따라 흘러들어 온 유체 속 생물입자를 검출하는 입자광측부(300);를 포함하고,In order to achieve the above object, a portable bio particle real-time detection apparatus of the present invention is provided at an upper end of a main body case (100), and includes a line separator for selecting coarse particles (201) and a body (202) connected to the line separator (201) by a flow path; And a particle light side part (300) connected to the lower end of the particle introduction part (200) inside the body case (100) to detect particles in the fluid flowing along the flow path in the body (202)

상기 입자광측부(300)는 상단에 개구(301)가 형성되어 있고, 상기 개구(301)를 통하여 입자집중부(250)의 하단과 연결되며, 내부에 측정공간(S)을 갖는 육면체의 광학챔버(360); 상기 광학챔버(360)의 측면에 형성된 개구(303)에 연결 설치되어, 상기 입자집중부(250)를 통해 상기 측정공간(S) 내로 도입되는 입자에 자외선 발광다이오드 빔(L)을 조사시키기 위한 빔형성광학계(320); 상기 빔형성광학계(320)와 마주하여 상기 광학챔버(360)의 측면에 형성된 개구(304)에 연결 설치되어 상기 빔형성광학계(320)로부터 조사되어 측정공간(S)를 통과한 자외선 발광다이오드 빔(L)을 소멸시키기 위한 빔덤퍼(330); 상기 측정공간(S) 내에 상기 자외선 발광다이오드 빔(L)의 진행방향과 90°방향으로 배치된 두 개의 반사경(370); 상기 광학챔버(360)의 하면에 형성된 개구(302)에 연결 설치되어 상기 측정공간(S)에서 자외선 빔(L)과의 상호작용한 후의 공기를 노즐(241)을 통하여 외부로 토출시키기 위한 입자토출부(240); 및 상기 빔형성광학계(320)와 수직을 이루도록 상기 광학챔버(360)의 전면에 형성된 개구(305)에 연결 설치되어 상기 측정공간(S)에서 자외선 발광다이오드 빔(L)과 입자와의 상호작용에 의해 생성된 산란광과 형광을 수광하여 파장대로 분리하여 측정하는 빔분리광학계(340);를 포함하는 대기 중 부유입자의 검출장치에 있어서,The particle light side portion 300 has an opening 301 at an upper end and is connected to the lower end of the particle concentrating portion 250 through the opening 301 and has a hexahedron optical A chamber 360; And an illumination optical system for illuminating the ultraviolet light emitting diode beam L connected to the opening 303 formed in the side surface of the optical chamber 360 and for introducing the particles introduced into the measurement space S through the particle concentration unit 250 Beam forming optical system 320; And an opening 304 formed in a side surface of the optical chamber 360 so as to face the beam forming optical system 320. The ultraviolet light emitted from the beam forming optical system 320 passes through the measurement space S, A beam damper 330 for destroying the beam L; Two reflectors 370 arranged in the measurement space S in the direction of 90 degrees with respect to the traveling direction of the ultraviolet light-emitting diode beam L; A particle for connecting the aperture 302 formed in the lower surface of the optical chamber 360 and discharging the air after the interaction with the ultraviolet beam L in the measurement space S through the nozzle 241 A discharging portion 240; And an opening 305 formed in a front surface of the optical chamber 360 so as to be perpendicular to the beam forming optical system 320 so that interaction between the ultraviolet light beam L and the particles in the measurement space S And a beam splitting optical system (340) for receiving the scattered light and fluorescence generated by the beam splitting optical system (340)

상기 검출장치는 상기 본체케이스(100) 내부에 설치되어 상기 입자광측부(300)에서 측정된 광신호를 디지털신호로 바꾸고, 상기 본체케이스(100) 내부에 설치된 센서 및 자외선 발광다이오드(253)를 제어하는 전자회로(600)를 포함하고,The detection device is installed inside the main body case 100 to convert an optical signal measured at the particle light side part 300 into a digital signal and a sensor and an ultraviolet light emitting diode 253 installed inside the main body case 100 And an electronic circuit (600)

상기 빔형성광학계(320)는 양측이 개방된 내부공간의 일 측면에 자외선 발광다이오드(253)를 포함하는 광원회로(700)가 상기 빔형성광학계(320)에 고정되고, 각도가 조정 가능한 광원부(310); 상기 광원부(310)와 분리 가능하도록 상기 자외선 발광다이오드(253)로부터 발생된 빛을 시준하는 제1렌즈(255); 상기 제1렌즈(255)를 통과한 자외선 발광다이오드 빔(L) 중 형광을 제거하는 밴드패스필터(256); 상기 밴드패스필터(256)를 통과한 빔의 크기를 조절하는 제2렌즈(257); 및 자외선 발광다이오드 빔(L)이 통과하도록 코팅된 윈도우(258)가 순차적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.The beam forming optical system 320 includes a light source circuit 700 including an ultraviolet light emitting diode 253 on one side of an internal space of which the both sides are opened and is fixed to the beam forming optical system 320, 310); A first lens (255) for collimating light generated from the ultraviolet light emitting diode (253) so as to be detachable from the light source part (310); A band-pass filter 256 for removing fluorescence from the ultraviolet light-emitting diode beam L having passed through the first lens 255; A second lens 257 for adjusting the size of the beam passed through the band-pass filter 256; And a window 258 coated so as to pass the ultraviolet light-emitting diode beam L are sequentially arranged.

여기서 상기 광원부(310)는 상기 빔형성광학계(320)를 구성하는 제1렌즈(255), 밴드패스필터(256), 제2렌즈(257)와의 각도를 조절할 수 있는 구조로 제작되어 자외선 발광다이오드 빔의 방향을 광학챔버(360) 내의 원하는 위치에 놓을 수 있도록 조정하는 역할을 수행할 수 있다.The light source unit 310 is constructed in such a structure as to adjust the angle with respect to the first lens 255, the band pass filter 256 and the second lens 257 constituting the beam forming optical system 320, And adjust the direction of the beam so that it can be placed at a desired position in the optical chamber 360.

상기 제1렌즈(255)는 상기 자외선 발광다이오드(253)의 빔을 시준한 후 형광을 제거하는 상기 밴드패스필터(256)를 거쳐 상기 제2렌즈(257)를 통과한 후 일정한 패턴을 형성하도록 할 수 있다.The first lens 255 collimates the beam of the ultraviolet light emitting diode 253 and then passes through the second lens 257 through the band-pass filter 256 for removing fluorescence to form a predetermined pattern can do.

상기 전자회로(600)는 배터리 적용에 따른 자외선 발광다이오드의 소모전력을 감시제어하며, 이와 같은 상기 전자회로(600)는 입자도입부(200)을 통해 상기 광학챔버의 측정공간(S)에 대기를 강제 흡입하는 펌프(350)의 전력공급을 제어하는 광원회로(700); 산란광검출기(720)와 형광검출기(730)에서 광신호를 측정하는 신호측정회로(702); 빔덤퍼(330)를 통과한 자외선 발광다이오드 빔(L)의 세기를 측정하는 출력측정회로(701); 및 유입된 대기 중에 포함된 입자의 농도를 분석하여 사용자에게 적절한 입자 정보를 시각 및 청각으로 제공하는 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit, MCU);를 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit, MCU)의 효율적 연산을 통해 전력 소모를 줄이는 방식으로 배터리 운용 시간이 증가하도록 할 수 있다.The electronic circuit 600 monitors and controls the consumed power of the ultraviolet light emitting diode according to the application of the battery, and the electronic circuit 600 is provided with a waiting space S in the measurement chamber S A light source circuit (700) for controlling the power supply of the pump (350) for forced inhalation; A signal measuring circuit 702 for measuring the optical signals in the scattered light detector 720 and the fluorescence detector 730; An output measuring circuit 701 for measuring the intensity of the ultraviolet light beam L passed through the beam damper 330; And a micro controller unit (MCU) for analyzing the concentration of particles contained in the introduced air and providing the user with appropriate particle information visually and audibly, wherein the micro controller unit (MCU) ) Can be efficiently operated to reduce the power consumption, so that the battery operation time can be increased.

상기 본체케이스(100)는 배터리 소모, 장비 이상, 생물입자 경고 등을 시청각으로 제공하는 시청각부(230), 상기 본체케이스(100) 외부의 상단에 설치되어, 장치를 운발할 때 잡을 수 있으며, 한쪽 방향에만 개구 형성되어, 상기 개구에 입자도입부(200)를 수납하는 구조를 가진 손잡이(210)를 더 포함할 수 있다.The main body case 100 includes an audiovisual unit 230 for providing audiovisual warning of battery consumption, equipment abnormality, and biological particle warning. The main body case 100 is installed at an upper end of the main body case 100, And a handle 210 having a structure that is formed only in one direction and accommodates the particle introduction part 200 in the opening.

상기 빔분리광학계(340)는 상기 산란광과 형광을 이색거울(Dichroic Mirror)(342)의 차단 주파수(Cut-Off Frequency)에 따라 상기 산란광과 형광을 분리하여 동시에 검출하는 산란광검출기(720)와 형광검출기(730)를 포함하며, 상기 산란광검출기(720)는 전단에 형광을 차단하고 산란광을 통과시키도록 하는 필터(343)가 장착되고, 상기 형광검출기(730)의 전단에는 산란광을 차단하고 유도된 형광을 통과시키도록 필터(346)가 장착될 수 있다.The beam splitting optical system 340 separates the scattered light and the fluorescent light into a scattered light detector 720 for detecting the scattered light and fluorescence in accordance with a cut-off frequency of the dichroic mirror 342, The scattered light detector 720 is provided with a filter 343 for blocking fluorescence and allowing scattered light to pass through the scattered light detector 720. The scattered light is blocked at the front end of the fluorescence detector 730, A filter 346 can be mounted to pass the fluorescence.

또한, 상기 산란광검출기(720)과 상기 형광검출기(730)는 저온에서 동작하는 광전증배관(PMT; Photomultiplier Tube)이거나 어발란체 포토다이오드(Avalanche Photo Diode, APD)일 수 있으며, 여기에 증폭기를 더 포함할 수 있다.The scattered light detector 720 and the fluorescence detector 730 may be a photomultiplier tube (PMT) operating at a low temperature or an Avalanche Photo Diode (APD) .

이러한 본 발명의 휴대용 생물입자 실시간 검출장치는 이동성을 고려한 배터리 적용에 따라 전력 소모가 적은 자외선 발광다이오드(UV-LED)를 적용하여 운반이 가능하며 동작 시간을 크게 늘릴 수 있는 소형의 생물입자 검출장치로서, 대기 중 부유입자를 흡입하여 이송된 단일의 입자에 자외선 발광다이오드 빔을 조사하여, 발생하는 산란광과 형광을 모아 파장대별로 분리하여 검출하는 동시(Coincidence) 신호처리 방식으로 생물입자 측정의 정확성을 높 현장의 대기 상태를 실시간으로 분석할 수 있는 효과가 있다.The portable bio-particle real-time detection apparatus of the present invention can be carried by applying an ultraviolet light-emitting diode (UV-LED) having a low power consumption according to battery application in consideration of mobility, This is a coincidence signal processing method that collects scattered light and fluorescence that are generated by irradiating the ultraviolet light emitting diode beam onto a single particle transferred by inhalation of suspended particles in the air and separates it by wavelength band. It is possible to analyze real-time atmospheric conditions at a high level.

또한, 본 발명에 의하면, 기존 상전을 적용하였던 펄스파고분석(Pulse Height Analysis, PHA)방식을 배터리로 동작 가능한 저전력 소모 기술을 적용함으로써 광자계수방식(Photon Counting Analysis)보다 정확하게 수행할 수 있고, 동시에 빔덤퍼에 설치된 출력측정회로를 사용하여 온도, 습도에 따른 주변 환경 변화 시 자외선 발광다이오드의 출력을 자동 제어하여 입자 크기 및 형광측정 정확도가 향상될 수 있다.In addition, according to the present invention, a pulse height analysis (PHA) method using a conventional phase can be performed more precisely than a photon counting analysis by applying a low power consumption technique that can be operated by a battery, Using the output measuring circuit installed in the beam damper, the particle size and fluorescence measurement accuracy can be improved by automatically controlling the output of the UV LED when the ambient environment changes according to temperature and humidity.

또한, 발명에 의하면 산란광과 형광을 처음부터 분리하여 측정하는 것이 아니라 발생하는 모든 광신호를 모은 후 이색거울로 필요한 신호를 다시 분리함으로써 신호 강도를 크게 증가시켰으며 동시에 배터리의 전력 소모 줄일 수 있다.In addition, according to the invention, instead of measuring scattered light and fluorescence from the beginning, collecting all the generated optical signals and then separating the signals necessary for the dichroic mirror greatly increases the signal intensity and simultaneously reduces the power consumption of the battery.

또한, 본 발명에 의하면, 두 개의 반사경을 적용하고, 상기 반사경의 크기, 배치, 노즐 간격 및 노즐 지름의 최소화를 통해 측정공간에서 생성되어 모든 방향으로 방사되는 광신호를 모아 집광 효율을 극대화함으로써 미세한 입자의 크기와 미약한 형광을 측정하도록 하며, 동시에 일반적으로 사용되는 포워드 산란 측정방식에서 발생하는 잡광에 의한 취약성을 줄이고자 90° 측면 산란 측정방식 구조를 적용하고, 또한 빔형성광학계(320)의 두 렌즈 사이에 자외선 발광다이오드에 포함된 형광을 차단하여 생물입자의 형광과의 혼동을 막는 밴드패스필터를 적용하여 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR)를 높일 수 있다.According to the present invention, by applying two reflectors and minimizing the size, arrangement, nozzle spacing, and nozzle diameter of the reflector, optical signals generated in the measurement space and radiated in all directions are collected to maximize the efficiency of light collection, A 90 ° lateral scattering measurement system is applied to measure the particle size and weak fluorescence and at the same time to reduce the vulnerability due to the miscellaneous light generated in a commonly used forward scattering measuring system, A signal-to-noise ratio (SNR) can be increased by applying a band-pass filter between the two lenses to block fluorescence contained in the ultraviolet light-emitting diode and prevent confusion with the fluorescence of the biomolecules.

그리고 두 개의 반사경으로 모은 광신호를 빔분리광학계로 보내기 위해 반사경 중에서 구면반사경의 중앙을 뚫지 않고 코팅이 형성되어 있지 않거나 무반사 코팅으로 통과시킴으로써 광학챔버의 내부 실링구조 적용에 따른 오링(O ring), 윈도우, 볼팅 구조를 제거할 수 있다.In order to send the optical signals collected by the two reflectors to the beam splitting optical system, the center of the spherical reflector is not pierced in the reflector, and the coating is not formed or passes through the anti-reflection coating, Windows, and bolting structures.

또한, 본 발명에 의하면, 영하의 날씨에서 동작할 때 광전증배관(Photomultiplier Tube, PMT)이 동작하지 않는 점을 고려하여 저온 동작이 가능한 광전증배관(Photomultiplier Tube, PMT)과 보상 알고리즘을 적용하여 별도의 난방이 필요없이 동작이 가능하도록 할 수 있다.In addition, according to the present invention, a photomultiplier tube (PMT) capable of low-temperature operation and a compensation algorithm are applied in consideration of the fact that the photomultiplier tube (PMT) So that operation can be performed without requiring additional heating.

또한, 본 발명에 의하면, 구성품을 모듈로 제작하여 광학챔버에서 장/탈착하여 교체 및 청소가 쉽고, 구성품별 성능 측정이 가능하도록 하여 유지보수가 편리하며, 특히 이색거울의 교체가 용이한 구조로 빔분리광학계를 제작하여 자외선 발광다이오드(UV-LED) 교체에 따른 측정 형광 파장 대를 사용자가 임의 선택할 수 있도록 할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to easily perform replacement and cleaning by making a component module as a module and to insert and detach it in an optical chamber, and to perform performance measurement for each component, thereby facilitating maintenance and particularly, A beam splitting optical system can be manufactured so that a user can arbitrarily select a measurement fluorescent light wavelength band according to the replacement of an ultraviolet light emitting diode (UV-LED).

또한, 본 발명에 의하면, 입자 크기와 형광 세기를 연동하여 크기에 따른 형광 세기의 범위를 식별하여 불필요한 입자 반영을 제거하여 오경보를 줄일 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to identify the range of fluorescence intensities according to size by linking the particle size and fluorescence intensity, thereby eliminating unnecessary particle reflections and reducing false alarms.

따라서, 본 발명은 중요 시설 인근에서 테러범 등에 의해 대기 중에 살포된 유해 생물입자 등에 포함된 생물입자를 실시간으로 신속하게 휴대, 운반하여 확실하게 감시하는 검출장비로서 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the present invention can be effectively used as a detection device for rapidly carrying, transporting, and positively monitoring biological particles contained in harmful biological particles sprayed into the air by a terrorist or the like near an important facility in real time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 생물입자 실시간 검출장치의 외관이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자광측부의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 측면에서 바라본 입자광측부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학챔버의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자집중부의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상면에서 바라본 입자광측부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an external view of an apparatus for real time detection of a portable bio particle according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is an exploded perspective view of a particle light side according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a particle light side viewed from one side according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an optical chamber according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of a particle concentrating part according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a particle light side portion viewed from the top surface according to an embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

본 발명에 따른 휴대용 생물입자 실시간 검출장치는 배터리를 전원으로 하여 대기 중에 존재하는 입자 자외선 발광다이오드 빔을 조사할 때 생성된 미약한 산란광과 생물입자의 형광을 파장대별로 분리하여 형광을 내는 생물입자의 농도 변화를 실시간으로 감시하는 장비로서, 도 1에 도시된 바와 같이 본체케이스(100)와 배터리전원(400)을 포함하고 있다.The portable bio particle real-time detection apparatus according to the present invention is a device for real-time detection of bio-particles by separating weak scattered light generated by irradiating a particle UV light-emitting diode beam present in the atmosphere with a battery as a power source, As shown in FIG. 1, the apparatus includes a main body case 100 and a battery power source 400.

상기 본체케이스(100)의 상단에는 입자도입부(200), 손잡이(210), 시청각부(230)가 설치되었으며, 내부에는 펌프(350), 입자광측부(300), 전자회로(600)가 배치되어 있으며, 본체케이스(100)의 하단에 고정되는 배터리전원(400)을 포함하고 있다. 상기 배터리전원(400)은 내부에 배터리(420)와 몸체(410)를 포함하고 있다.A particle introducing part 200, a handle 210 and an audiovisual part 230 are installed at the upper end of the main body case 100. A pump 350, a particle light side part 300 and an electronic circuit 600 are arranged inside And a battery power source 400 fixed to the lower end of the main body case 100. The battery power source 400 includes a battery 420 and a body 410 therein.

상기 입자도입부(200)는 외부에서 도입된 대기 중에 포함된 조대입자(coarse particle)와 같은 큰 입자를 관성력을 이용하여 제거하는 선분리기(201)가 설치되어, 상기 본체케이스(100) 내부에 설치된 입자광측부(300) 내부로 오염 또는 불필요한 입자의 도입을 방지할 수 있으며, 상기 입자도입부(200)의 내부에는 유입하는 입자가 통과되고, 대기와 연통할 수 있도록 하는 관으로 된 몸체(202)를 포함하여 구성될 수 있다.The particle introducing part 200 is provided with a line separator 201 for removing large particles such as coarse particles contained in the air introduced from the outside by using an inertial force, The particle entrance part 200 can prevent contamination or unnecessary particles from entering the inside of the particle light side part 300. A body 202 made of a tube for allowing inflowing particles to pass therethrough and to communicate with the atmosphere can be provided inside the particle entrance part 200, As shown in FIG.

그리고 상기 입자도입부(200)는 상기 입자집중부(250)이 상단과 연결되도록 상하 연통된 구조를 갖는 노즐을 통해 광학챔버(360) 내의 측정공간(S)으로 이동시키는 역할을 하도록 내부노즐(251)과 외부노즐(252)로 나누어 형성되며, 상기 외부노즐(252)로는 외부로부터 깨끗한 청정공기를 유입한다. 이러한 입자도입부의 노즐은 대기 주에서 유입된 시료공기(Sample Flow)를 청정공기(Sheath Flow)로 둘러 싸 입자토출부로 이송함으로써 측정공간에서 이탈하는 미세입자가 광학챔버 내에 부유하거나, 두 반사경(370)의 표면에 부착되어 오염되지 않도록 한다.The particle inlet part 200 is connected to the inner space of the inner nozzle 251 so as to move the particle concentrating part 250 to the measurement space S in the optical chamber 360 through a nozzle having a vertically communicated structure, And an outer nozzle 252. Clean air flows from the outside through the outer nozzle 252. [ The nozzle of such a particle introduction part floats in the optical chamber when the sample particles flowing in the atmospheric state are surrounded by the sheath flow and transferred to the particle discharge part, ) So as not to be contaminated.

그리고 상기 손잡이(210)는 내부가 중공으로 이루어져 있어 검출장치를 이동할 때 상기 입자도입부(200)를 분리하여 수납할 수 있는 구조를 포함하고 있다.In addition, the handle 210 has a hollow structure so that the particle inlet part 200 can be separated and accommodated when the detection device is moved.

상기 시청각부(230)는 배터리 소모, 장비이상과 같은 장비의 유지보수가 필요할 때와 유해 생물입자로 인한 경고가 발생할 때 시청각으로 알려주는 LED와 부저를 포함하고 있다.The audiovisual unit 230 includes an LED and a buzzer that informs audiovisual when maintenance of equipment such as battery consumption and equipment abnormality is required and when a warning due to harmful bio-particles occurs.

상기 펌프(350)는 상기 입자도입부(200)를 통해 상기 광학챔버 내부로 대기 중의 부유입자를 강제흡입하며, 정확한 입자 크기별 대기 농도 측정을 위해 유량을 자동 제어할 수 있다.The pump 350 forcibly sucks suspended particles in the air into the optical chamber through the particle inlet part 200 and can automatically control the flow rate to measure the atmospheric concentration by the particle size accurately.

도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 본체케이스(100) 내에 설치된 입자광측부(300)는 입자집중부(250), 광학챔버(360), 입자토출부(240), 반사경(370, 380), 광원부(310), 빔형성광학계(320), 빔덤퍼(330) 및 빔분리광학계(340)를 포함하고 있다.2 to 4, the particle light side portion 300 provided in the body case 100 includes a particle concentration portion 250, an optical chamber 360, a particle discharge portion 240, reflectors 370 and 380, A light source 310, a beam forming optical system 320, a beam dumper 330, and a beam splitting optical system 340.

상기 광학챔버(360)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 내부에 측정공간(S)을 갖는 육면체로 이루어져 있고, 상기 입자광측부(300)의 전면을 기준으로 상기 광학챔버(360)의 상면, 하면, 전면, 후면, 우측면, 좌측면에 각각 개구(301, 302, 304, 303, 305, 306)가 형성되어 있다. 이러한 개구를 통해 입자집중부(250)와 입자토출부(240)는 광학챔버(360)의 상면과 하면에 각각 설치되고, 빔형성광학계(320)와 빔덤퍼(330)는 서로 마주보는 관계로 광학챔버(360)의 전면과 후면에 각각 설치되며, 상기 빔분리광학계(340)는 입자광측부(300)의 빔형성광학계(320)을 전면으로 하여 이를 기준으로 광학챔버(360)의 우측면에 설치된다.2 to 4, the optical chamber 360 has a hexahedron having a measurement space S therein. The optical chamber 360 has a plurality of optical fibers 360, Openings 301, 302, 304, 303, 305, and 306 are formed on the upper surface, the lower surface, the front surface, the rear surface, the right surface, and the left surface, respectively. The particle concentrating part 250 and the particle discharging part 240 are installed on the upper surface and the lower surface of the optical chamber 360 through these openings respectively and the beam forming optical system 320 and the beam damper 330 are opposed to each other The beam splitting optical system 340 is disposed on the front and rear surfaces of the optical chamber 360. The beam splitting optical system 340 is disposed on the right side of the optical chamber 360 on the basis of the beam forming optical system 320 of the particle beam side 300, Respectively.

상기 도 4에서처럼, 상기 광학챔버(360)의 좌측면에 형성된 좌측면 개구(306)는 비구면반사경(372)에 의해, 광학챔버(360)의 우측면에 형성된 우측면 개구(305)는 구면반사경(371)에 의해 광학챔버(360)에 고정된다. 4, the left side face opening 306 formed on the left side of the optical chamber 360 is formed by the aspherical reflector 372 and the right side face opening 305 formed on the right side face of the optical chamber 360 is formed by the spherical reflector 371 To the optical chamber 360.

상기 광학챔버(360)의 모든 개구(301, 302, 304, 303, 305, 306)는 상기 광학챔버(360)의 기밀 유지를 위해 오링(O ring)이 설치될 수 있으며, 육면체로 이루어진 상기 광학챔버(360) 내부의 모든 면은 흑염(blackening) 처리하여 미광(Stray Light)을 효율적으로 흡수할 수 있다.All the openings 301, 302, 304, 303, 305 and 306 of the optical chamber 360 may be provided with an O ring for maintaining the airtightness of the optical chamber 360, All surfaces in the chamber 360 can be effectively blackened by stray light.

입자집중부(250)는 입자도입부(200)를 통해 유입된 입자를 입자집중부(250) 내의 노즐을 통해 광학챔버(360) 내부의 측정공간(S)으로 이동시키는 역할을 하도록 구성된 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 노즐은 내부노즐(251)과 외부노즐(252)로 나누어지며, 상기 외부노즐(252)로는 깨끗한 청정공기를 유입하여 연결된 내부노즐(251)을 통해 유입되는 대기 중 입자를 감싸서 측정공간(S)로 보냄으로써, 입자토출부(240)로 미처 빠져나가지 못한 입자들이 광학챔버(360) 내부를 오염시키는 것을 최소화한다.The particle concentration unit 250 is configured to move the particles introduced through the particle introduction unit 200 to the measurement space S in the optical chamber 360 through the nozzles in the particle concentration unit 250, 5, the nozzle is divided into an inner nozzle 251 and an outer nozzle 252. The clean air flows into the outer nozzle 252, and the clean air flows into the atmospheric particles 251 flowing through the connected inner nozzle 251, Thereby minimizing the contamination of the inside of the optical chamber 360 by the particles that have not escaped into the particle discharging unit 240.

또한, 상기 입자 집중부(250)는 상기 입자도입부(200)와 퀵 커넥터(quick connecter)로 연결되어 이동 시 분리하여 손잡이(210)에 넣을 수 있도록 제작될 수 있다.The particle concentrator 250 may be connected to the particle inlet 200 through a quick connecter and separated from the particle concentrator 250 by a quick connector.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 입자집중부(250)의 장착 및 탈착에 따른 입자 크기 측정의 정확성에 대한 영향을 줄이기 위해, 상기 입자집중부(250)의 하부에 연결된 광학챔버(360)의 상면 개구(301)를 향하여 경사지는 역원뿔형 구조의 편심방지 경사부가 형성될 수 있다.An optical chamber 360 connected to the lower portion of the particle concentration portion 250 is provided to reduce the influence of the accuracy of the particle size measurement due to the attachment and detachment of the particle concentration portion 250 as shown in FIGS. Preventing inclined portion having an inverted cone-shaped structure inclined toward the upper surface opening (301)

구체적으로 살펴보면, 주변 환경이 먼지가 많아지는 황사 혹은 극단 환경에서 입자집중부(250) 또는 광학챔버(360)를 청소할 경우에는 입자집중부(250)를 광학챔버 (360)로부터 분리한 후 다시 장착할 필요가 있다. 이때, 상기 입자집중부(250)의 하단부가 광학챔버(360)의 상면 개구(301)에 정확히 장착되지 않으면 측정공간(S) 내에 입자집중부(250)의 중심축이 광학챔버(360)의 원래 설치되려는 위치에서 어긋나서 자외선 발광다이오드 빔과 상대적 위치가 정확한 위치에 있지 않게 되어 입자 크기의 측정 및 형광 세기의 측정에 대한 정확성이 떨어진다.Specifically, when the particle concentrating unit 250 or the optical chamber 360 is cleaned in a dusty or extreme environment in which the surrounding environment is increased in dust, the particle concentrating unit 250 is separated from the optical chamber 360, Needs to be. If the lower end of the particle concentrating part 250 is not accurately mounted on the upper surface opening 301 of the optical chamber 360, the central axis of the particle concentrating part 250 is positioned within the measuring space S, The position relative to the ultraviolet light emitting diode beam is not located at an accurate position, and the accuracy of the measurement of the particle size and the measurement of the fluorescence intensity is degraded.

그러므로 입자집중부(250)의 하단부와 광학챔버(360)의 상면 개구(301)가 서로 맞닿는 접촉면을 역원뿔 형태로 가공한 구조를 도입한다. 이러한 구조에 의하면, 광학챔버(360)로부터 분리된 입자집중부(250)를 광학챔버(360)에 다시 장착할 때, 노즐의 중심축이 어긋나는 것을 방지할 수 있고, 또한 외부 충격에 의해서 발생되는 진동에 강인하도록 하는 부수적 효과도 갖을 수 있다.Therefore, a structure in which the lower end portion of the particle concentration portion 250 and the upper surface opening 301 of the optical chamber 360 are in contact with each other is processed into an inverted conical shape is introduced. According to this structure, when the particle concentration portion 250 separated from the optical chamber 360 is mounted on the optical chamber 360 again, it is possible to prevent the center axis of the nozzle from being displaced, It can also have side effects that make it robust to vibration.

따라서 본 발명에서는 이를 해결하기 위한 방안으로서, 입자집중부(250)의 하부와 광학챔버(360)의 상면 개구(301)가 서로 맞닿는 접촉면을 역원뿔 형태로 가공한 구조를 도입하고 있는 것이다. 이러한 구조에 의하면, 광학챔버(360)로부터 분리한 입자집중부(250)를 광학챔버(360)에 다시 장착할 때, 노즐의 중심축이 어긋나는 것을 방지할 수 있고, 외부 충격에 의하여 발생되는 진동에 강인하도록 하는 부수적인 효과도 있다.Therefore, in order to solve the problem, the present invention introduces a structure in which the lower surface of the particle concentration portion 250 and the upper surface opening 301 of the optical chamber 360 are in contact with each other to form an inverted conical shape. According to this structure, when the particle concentrating portion 250 separated from the optical chamber 360 is mounted on the optical chamber 360 again, it is possible to prevent the center axis of the nozzle from being displaced, There is also a side effect that makes it strong.

그리고 상기 입자집중부(250)가 광학챔버(360)에 장착된 상태에서, 광학챔버(360) 내로 들어온 입자를 포함한 공기는 광학챔버(360) 내부의 측정공간(S)에서 자외선 발광다이오드 빔(L)과 상호작용을 한 후 입자토출부(240)의 토출 노즐(241)을 통하여 필터로 배출된다.The air containing the particles entering the optical chamber 360 in the state in which the particle concentration unit 250 is mounted on the optical chamber 360 is guided to the ultraviolet light emitting diode beam L and then discharged to the filter through the discharge nozzle 241 of the particle discharging unit 240.

상기 두 개의 반사경(370)은 도 2, 도 4, 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 빔분리광학계(340)과 동측에 형성된 구면반사경(371)과 상기 구면반사경(371)에 마주보는 방향에 중심축이 일치하도록 비구면반사경(372)이 설치되어 있고, 상기 구면반사경(371)과 상기 비구면 반사경(372)은 자외선 발광다이오드 빔(L)의 진행방향에 대해 우측 및 좌측에 각각 90°방향으로 배치하는 구조일 수 있다. 이러한 배치에 의해, 미약한 측면산란광(Side Scattering)과 형광을 최대한 수집하여 신호대잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)를 높일 수 있다.2, 4 and 6, the two reflecting mirrors 370 are arranged in a direction opposite to the spherical reflecting mirror 371 and a spherical reflecting mirror 371 formed on the same side as the beam separating optical system 340, The aspherical reflector 371 and the aspheric reflector 372 are disposed on the right and left sides of the ultraviolet light emitting diode beam L in the 90 ° direction Can be a deploying structure. With this arrangement, it is possible to increase the signal-to-noise ratio (SNR) by collecting the weak side scattering and fluorescence as much as possible.

그리고 상기 구면반사경(371)은 유리 재질의 반사경으로 이루어지고, 상기 비구경반사경(372)은 알루미늄 재질의 구조물에 유리재질의 반사경이 접착제로 접착되어 이루어 질 수 있으며, 상기 비구면반사경(372)은 알루미늄 구조물과 유리 재질의 반사경 사이에 오링이 설치되어 외부 공기의 유입을 차단할 수 있다.The spherical reflector 371 is made of a glass-made reflector. The non-aperture reflector 372 can be made of a glass-made reflector adhered to an aluminum material structure with an adhesive. The aspherical reflector 372 An o-ring is installed between the aluminum structure and the glass reflector to block the entry of outside air.

특히 상기 두 개의 반사경(370)의 표면은 외부로부터 입자집중부(350)를 통해 유입된 불순물이나 자외선에 의해 상기 반사경(370)의 표면이 손상되지 않도록 코팅될 수 있다. 다만, 구면반사경(371)에서는 빔형성광학계(320)로부터 발생된 자외선 발광다이오드 빔(L)이 입자집중부(350)로부터 도입되는 입자에 조사됨으로써 발생된 산란광과 형광이 비구면반사경(372)에 반사되어 빔분리광학계(340)로 향하도록 상기 구면반사경(371)의 중앙부분이 코팅되지 않게 구성될 수 있으며, 이를 통해 미약한 산란광과 형광의 신호를 모을 수 있는 코팅표면 면적을 넓힐 수 있다.Particularly, the surfaces of the two reflectors 370 can be coated so that the surface of the reflector 370 is not damaged by impurities or ultraviolet rays introduced from the outside through the particle concentration portion 350. In the spherical reflector 371, scattered light and fluorescence generated by the irradiation of the particles introduced from the particle concentrating unit 350 by the ultraviolet light emitting diode beam L generated from the beam forming optical system 320 are reflected by the aspherical reflector 372 The central portion of the spherical reflecting mirror 371 is not coated so as to be reflected to the beam splitting optical system 340, thereby enlarging the coating surface area for collecting weak scattered light and fluorescence signals.

광학챔버(360) 내에 위치하는 두 개의 반사경(370)은 청소가 쉽도록 광학챔버(360)의 우측면 개구(305)와 좌측면 개구(306) 측에 분리 가능한 밀폐판(307, 308)에 의해 고정되어 밀폐될 수 있다.The two reflectors 370 located in the optical chamber 360 are separated by the seal plates 307 and 308 which are detachable on the right side face opening 305 and the left side face opening side 306 of the optical chamber 360 for easy cleaning It can be fixed and sealed.

입자토출부(240)는 상기 광학챔버(360)의 하단에 입자집중부(250)의 내부노즐(251)과 일정 간격을 두고 중심축이 일치하도록 설치된 입자토출부(240)의 토출노즐(241), 상기 토출노즐(241)과 연결되는 몸체(242) 및 배기구(243)를 포함하고 있다.The particle discharging unit 240 discharges the particles discharged from the discharging nozzle 241 of the particle discharging unit 240 provided at the lower end of the optical chamber 360 so that the center axis thereof coincides with the inner nozzle 251 of the particle concentrating unit 250, A body 242 connected to the discharge nozzle 241, and an exhaust port 243.

이에 의해, 입자토출부(240)는 입자집중부(250) 하단의 내부노즐(251)을 통해 광학챔버(360)의 측정공간(S)으로 유입되는 미세 입자를 포함한 공기를 상기 토출노즐(241)을 통해 배기구(243)로 토출한다. 여기서, 상기 토출노즐(241)과 상기 내부노즐(251)은 산란광과 형광이 반사경으로 진행하는데 간섭이 일어나지 않도록 종단에서 광학챔버(360)의 내부 쪽으로 갈수록 가늘어지는 테이퍼(Taper) 형상으로 되어 있다.The particle discharging unit 240 discharges the air containing the fine particles flowing into the measuring space S of the optical chamber 360 through the inner nozzle 251 at the lower end of the particle concentrating unit 250 to the discharge nozzle 241 To the exhaust port 243 through the exhaust port 243. Here, the discharge nozzle 241 and the inner nozzle 251 are formed in a taper shape that tapers toward the inside of the optical chamber 360 at the end so that the scattered light and the fluorescence proceed to the reflector so that interference does not occur.

도 6을 참조하면, 빔형성광학계(320)는 양단부가 개방된 구조로서 한 쪽 측면에 자외선 발광다이오드(253)가 내장된 광원부(310)가 형성되고, 빔형성광학계(320)의 내부 공간에 자외선 발광다이오드(253)의 빔을 시준하는 제1렌즈(255), 형광을 포함한 자외선 발광다이오드를 사용할 경우 자외선 발광다이오드 빔과 생물입자와의 상호작용에 의해 발생하는 형광이 아닌 신호가 형광으로 입사하게 될 수 있으므로 상기 제1렌즈(255)를 통과한 자외선 발광다이오드 빔(L) 중에서 형광을 차단하는 밴드패스필터(206), 상기 밴드패스필터(206)를 거쳐 시준된 빔을 다시 광학챔버(360) 내의 측정공간(S)에 초점을 형성시키는 제2렌즈(257), 광학챔버(360)를 외부로부터 실링하는 동시에 자외선 발광다이오드 빔(L)을 통과하도록 하는 윈도우(258)가 순차적으로 배열되어 있다.6, the beam forming optical system 320 has a structure in which both ends are opened, in which a light source unit 310 in which an ultraviolet light emitting diode 253 is embedded is formed on one side surface of the beam forming optical system 320, When a first lens 255 for collimating a beam of the ultraviolet light emitting diode 253 and an ultraviolet light emitting diode including fluorescence are used, a non-fluorescent signal generated by the interaction between the ultraviolet light emitting diode beam and the biological particles enters into the fluorescence A band-pass filter 206 for blocking fluorescence from the ultraviolet light-emitting diode beam L passing through the first lens 255, a collimated beam passing through the band-pass filter 206, A second lens 257 which focuses the measurement space S in the ultraviolet light emitting diode beam 360 in the optical axis direction and a window 258 which seals the optical chamber 360 from the outside and passes through the ultraviolet light emitting diode beam L .

여기서, 빔형성광학계(320) 내부는 외부 먼지와 외부의 빛을 차단하기 위해 흑염(blackening) 처리 할 수 있으며, 제1렌즈(255), 제2렌즈(257) 및 윈도우(258)는 자외선 발광다이오드 빛의 산란 등에 의한 손실을 최소화하기 위해 무반사 코팅될 수 있다.The first lens 255, the second lens 257, and the window 258 may be formed of a material such as an ultraviolet light-emitting material Diode may be anti-reflective coated to minimize loss due to light scattering.

광원회로(700)와 결합된 광원부(310)에서 나오는 자외선 발광다이오드 빛은 상기 빔형성광학계(320)를 통과한 후 일정한 패턴을 가진 자외선 발광다이오드 빔(L)의 방향을 가지면서 광학챔버(360) 내의 측정공간(S)에 놓을 수 있도록 각도와 초점과의 거리를 어느 정도 조정할 수 있다.The ultraviolet light emitted from the light source unit 310 coupled to the light source circuit 700 passes through the beam forming optical system 320 and then passes through the optical chamber 360 The distance between the angle and the focus can be adjusted to some extent so as to be placed in the measurement space S within the measurement space S.

여기서, 상기 광원회로(700)는 배터리 적용에 따른 자외선 발광다이오드의 소모전력을 감시제어하며, 입자도입부(200)를 통해 상기 광학챔버의 측정공간(S)에 대기를 강제흡입하는 펌프(350)의 전력의 공급을 제어하는 역할을 할 수 있다.The light source circuit 700 monitors and controls the consumed power of the ultraviolet light emitting diode according to the application of the battery and includes a pump 350 for forcibly sucking the atmosphere into the measurement space S of the optical chamber through the particle introduction part 200, It is possible to control the supply of electric power of the battery.

상기 광원부(310)와 상기 빔형성광학계(320)가 진동 등에 의해 정렬이 달라지거나 먼지 등에 상기 빔형성광학계(320)의 제1렌즈(255), 밴드패스필터(256), 제2렌즈(257) 및 윈도우(258)가 오염되었을 경우에는, 자외선 발광다이오드 빔 출력이 약해지면서 입자 크기의 측정에 대한 정확성이 떨어질 수 있다.The first lens 255, the band-pass filter 256, the second lens 257, and the second lens 257 of the beam-forming optical system 320, which are different from each other in the alignment of the light source unit 310 and the beam- And the window 258 are contaminated, the accuracy of the measurement of the particle size may be deteriorated as the output of the ultraviolet light emitting diode beam becomes weak.

특히, 일반적으로 자외선(Ultraviolet ray, UV)처럼 파장이 짧은 경우에는 먼지와 반응하여 상기 제1렌즈(255)와 제2렌즈(257)에 고착되므로 점점 측정공간(S)으로 출력이 저하되고, 그 결과로 입자 크기 측정의 정확성이 떨어지고 검출되는 형광량이 감소되는 문제가 발생한다.Particularly, when the wavelength is short such as ultraviolet ray (UV), the light is adhered to the first lens 255 and the second lens 257 in reaction with dust, so that the output is gradually reduced to the measurement space S, As a result, there arises a problem that the accuracy of the particle size measurement is deteriorated and the fluorescence amount to be detected is reduced.

이와 같은 문제는 빔덤퍼(330)의 출력측정회로(701)에 포함된 포토다이오드 출력을 측정하여 제어로 해결할 수 있다.Such a problem can be solved by controlling the photodiode output included in the output measuring circuit 701 of the beam damper 330.

빔덤퍼(330)는 빔형성광학계(320)와 광학챔버(360)를 사이에 두고 마주하며, 상기 광학챔버(360)와 빔덤퍼(330) 사이에서 광학챔버(360)를 실링하는 윈도우(331), 상기 광학챔버(360)의 후면에 고정되는 빔덤퍼 몸체(333), 빔덤퍼 몸체(333)의 중앙부에 관통 형성된 개구에 끼워넣어, 광축을 따라 발산된 자외선 발광다이오드 빔을 다시 모으는 초점렌즈(332), 상기 초점렌즈(332)의 광축에 직교하는 기준면에 대해 일정학 각도로 경사지도록 설치된 출력측정회로(701) 및 빔덤퍼몸체(333)에 출력측정회로(701)의 포토다이오드에서 반사된 자외선 발광다이오드 빔(L)이 향하여 소멸되는 개구(334)는 상기 기준면으로부터 빔덤퍼몸체의 내부경사면이 이루는 각도보다 크면서 예각을 이루도록 구성되어 있다.A beam damper 330 is disposed between the beam forming optical system 320 and the optical chamber 360 and includes a window 331 for sealing the optical chamber 360 between the optical chamber 360 and the beam damper 330 A beam damper body 333 fixed to the rear surface of the optical chamber 360 and an aperture formed in a central portion of the beam damper body 333 so as to collect the ultraviolet light beam diverged along the optical axis, An output measuring circuit 701 provided so as to be inclined at a predetermined angle with respect to a reference plane orthogonal to the optical axis of the focus lens 332 and a reflection measuring circuit 701 provided to the beam damper body 333 so as to be reflected by the photodiode of the output measuring circuit 701 The opening 334 where the ultraviolet light emitting diode beam L is extinguished is formed at an acute angle larger than the angle formed by the inner inclined surface of the beam damper body from the reference surface.

상기 빔덤퍼(330)의 출력측정회로(701)는 자외선 발광다이오드 빔(L)이 만드는 광축에 수직하는 기준면에 대해 대략 10° 정도의 일정한 각도로 기울어져 있어 상기 출력측정회로(701)가 자외선 발광다이오드 빔(L)의 출력세기를 측정하는 과정에 있어서, 상기 출력측정회로(701)에 형성된 포토다이오드에서 반사된 자외선 발광다이오드 빔(L)이 다시 상기 광축으로 반사되지 않고, 상기 기준면으로부터 빔덤퍼몸체(333)의 내부경사면이 이루는 각도보다 크면서 예각을 이루도록 상기 빔덤퍼에 형성된 개구(334)로 소멸되어 반사 빔의 양은 현저히 줄어들게 된다.The output measuring circuit 701 of the beam damper 330 is inclined at a predetermined angle of about 10 degrees with respect to a reference plane perpendicular to the optical axis of the ultraviolet light emitting diode beam L, In the process of measuring the output intensity of the light emitting diode beam L, the ultraviolet light emitting diode beam L reflected by the photodiode formed in the output measuring circuit 701 is not reflected again by the optical axis, The beam 332 is destroyed by the opening 334 formed in the beam damper so as to have an acute angle larger than the angle formed by the inner inclined surface of the damper body 333, so that the amount of the reflected beam is remarkably reduced.

광학챔버(360)의 전단에 설치되는 빔형성광학계(320)와 광학챔버(360)의 후단에 설치되는 빔덤퍼(330)가 자외선 발광다이오드 빔(L)의 광축에 일치되도록 정렬되지 않았거나 상기 빔형성광학계(320)에 이상이 있어 자외선 발광다이오드 빔이 측정공간(S)에 정확히 입사되지 않아 출력측정회로(701)의 출력에 변동이 생기면, 이 변동을 검출하여 경고 혹은 출력을 조정한다. 여기서 출력측정회로(701)의 출력 측정은 포토다이오드가 사용된다.The beam forming optical system 320 provided at the front end of the optical chamber 360 and the beam damper 330 provided at the rear end of the optical chamber 360 are not aligned so as to be aligned with the optical axis of the ultraviolet light emitting diode beam L, When an abnormality occurs in the beam forming optical system 320 and the UV light emitting diode beam is not accurately incident on the measurement space S and the output of the output measuring circuit 701 fluctuates, the fluctuation is detected to adjust the warning or output. Here, the output measurement of the output measuring circuit 701 uses a photodiode.

또한, 빔덤퍼(330)는 광학챔버(360)의 후면에 형성된 후면 개구(304)를 윈도우(331)로 밀폐하여 상기 광학챔버(360)의 내부 실링을 유지하며 자외선 발광다이오드 빔(L)이 통과하는 빔덤퍼(330)의 내부가 외부와 차단되어 외부의 빛이 유입되지 않도록 하여 측정 정확도와 신뢰도를 향상한다.The beam damper 330 seals the rear opening 304 formed on the rear surface of the optical chamber 360 with the window 331 to maintain the internal sealing of the optical chamber 360 and the ultraviolet light emitting diode beam L The inside of the passing beam damper 330 is shielded from the outside to prevent external light from being introduced, thereby improving measurement accuracy and reliability.

또한, 상기 빔덤퍼(330)는 빔형성광학계(320)로부터 발생된 자외선 발광다이오드 빔(L)이 광학챔버(360)의 측정공간(S)으로 향하여 미세 입자에 조사된 후 윈도우(331)를 거쳐 통과한 후 초점렌즈(332)를 통해 출력측정회로(701)에 도달되도록 구성되어 있고, 상기 빔덤퍼(330)의 내부면과 상기 빔덤퍼(330)를 이루는 각종 기구물이 흑염 처리된 것일 수 있다.The beam damper 330 irradiates fine particles with the ultraviolet light beam L emitted from the beam forming optical system 320 toward the measurement space S of the optical chamber 360, And is configured to reach the output measuring circuit 701 through the focus lens 332. The inner surface of the beam damper 330 and various mechanisms constituting the beam damper 330 may be blackened have.

도 2와 도6에 도시된 바와 같이, 빔분리광학계(340)는 광학챔버(360) 우측면에 연결되어 있으며, 측정공간(S)을 중심으로 광학챔버(360)의 좌측면과 우측면에 배치된 구면반사경(371)과 비구면반사경(372)으로 모은 초점을 형성한 미약한 산란광과 형광을 받아 들여 필요한 파장대로 분리하여 검출하는 역할을 수행한다.2 and 6, the beam splitting optical system 340 is connected to the right side of the optical chamber 360 and is disposed on the left and right sides of the optical chamber 360 around the measurement space S It receives weak scattered light and fluorescence that are gathered by spherical reflector 371 and aspherical reflector 372, and separates and detects the necessary wavelength band.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 상기 빔분리광학계(340)는 상기 광학챔버(360)의 구면반사경(371) 방향에 설치되어, 양쪽으로 관통된 구조를 가지는 빔분리광학계 몸체(347), 상기 빔분리광학계 몸체(347) 내에 설치되어 상기 구면 반사경(371)과 접하는 챔버용렌즈(341), 상기 챔버용렌즈(341)를 통해 들어온 자외선 발광다이오드 빔을 산란광과 형광을 분리하는 이색거울(342), 산란광만 통과하고 형광은 막는 형광차단필터(343), 상기 형광차단필터(343)를 통과한 산란광을 산란광검출기(720)에 초점이 가지도록 만드는 제3렌즈(344), 형광만 통과하고 산란광은 막는 산란차단필터(346), 상기 산란차단필터(346)를 통과한 형광을 형광검출기(730)에 초점을 가지도록 만드는 제4렌즈(345)를 포함하여 구성되어 있다. 여기서 상기 제3렌즈(344)와 상기 제4렌즈(345)는 동일한 사향의 초점형성렌즈로 설치되어 구성을 간소화할 수 있다.6 and 7, the beam splitting optical system 340 includes a beam splitting optical system body 347 disposed in the direction of the spherical reflecting mirror 371 of the optical chamber 360 and having a structure penetrating through the beam splitting optical system body 347, A chamber lens 341 provided in the beam splitting optical system body 347 for contacting the spherical reflecting mirror 371 and a dichroic mirror for separating the ultraviolet light emitting diode beam received through the chamber lens 341 from scattered light and fluorescence A third lens 344 which focuses the scattered light having passed through the fluorescence cutoff filter 343 to focus on the scattered light detector 720 and a third lens 344 which passes only fluorescence through the fluorescence cutoff filter 343, A scattering blocking filter 346 for blocking scattered light, and a fourth lens 345 for focusing the fluorescence having passed through the scattering blocking filter 346 to the fluorescence detector 730. Here, the third lens 344 and the fourth lens 345 may be provided with the same incidence focusing lens so as to simplify the configuration.

상기 이색거울(342)은 몸체(347)에 뚫린 장착 개구를 통하여 탈착이 가능하며, 몸체의 관통된 개구의 중심과 45°경사지게 설치되어 있어 자외선 발광다이오드(253) 파장이 바뀌었을 때 산란광을 반사시키는 특성이 바뀐 이색거울(342)로 교체가 용이한 점이 있다.The dichroic mirror 342 is detachable through a mounting opening provided in the body 347 and is installed at an angle of 45 ° with the center of the through hole of the body so that scattered light is reflected when the wavelength of the ultraviolet light emitting diode 253 is changed And the dichroic mirror 342 can be easily replaced.

산란광검출기(720)와 형광검출기(730)의 전면에는 측정하는 파장대 만을 통과하기 위해 광학필터인 형광차단필터(343)와 산란차단필터(346)가 장착되어 있다.The scattered light detector 720 and the fluorescence detector 730 are provided with a fluorescence cutoff filter 343 and a scatter cutoff filter 346 which are optical filters for passing only the wavelength band to be measured.

상기 산란광검출기(720)은 광학챔버(360) 내부의 측정공간(S)에서 입자와 자외선 발광다이오드 빔이 상호작용하여 생성된 산란광을 측정하며, 상기 형광검출기(730)은 광학챔버(360) 내부의 측정공간(S)에서 입자와 자외선 발광다이오드 빔이 상호작용하여 생성된 형광을 측정한다. 이와 같은 상기 산란광검출기(720)와 상기 형광검출기(730)는 입자에 대한 미약한 산란광과 형광을 증폭시켜 측정할 수 있는 저온에서 동작가능한 광전증배관(Photomultiplier Tube, PMT)이거나 어발란체 포토다이오드(Avalanche Photo Diode, APD)를 사용할 수 있다.The scattered light detector 720 measures the scattered light generated by the interaction of the particles and the ultraviolet light emitting diode beam in the measurement space S in the optical chamber 360. The fluorescence detector 730 detects the scattered light generated inside the optical chamber 360 The fluorescence generated by the interaction of the particles and the ultraviolet light-emitting diode beam is measured in the measurement space S of FIG. The scattered light detector 720 and the fluorescence detector 730 may be a photomultiplier tube (PMT) capable of operating at a low temperature capable of measuring weak scattered light and fluorescence of particles, (Avalanche Photo Diode, APD).

그리고 상기 산란광검출기(720)와 상기 형광검출기(730)에 의해 검출된 산란광 신호와 형광 신호는 신호측정회로(702)를 거쳐 디지털 신호로 변환된다. The scattered light signal and the fluorescence signal detected by the scattered light detector 720 and the fluorescence detector 730 are converted into a digital signal through the signal measuring circuit 702.

전술된 바와 같이 본 발명의 휴대용 생물입자 실시간 검출장치에서 입자광측부(300)는 입자집중부(250)를 통해 대기 중의 부유입자가 일정 유량의 공기와 함께 광학챔버(360)의 내로 유입될 때 빔형성광학계(320)에서 빔덤퍼(330) 쪽으로 조사된 자외선 발광다이오드 빔을 통과하는 미세 입자에 의해 광학챔버(360) 내의 측정공간(S)에서 산란광 및 형광이 발생한다.As described above, in the portable bioparticle real-time detection apparatus of the present invention, when the suspended particle in the air flows into the optical chamber 360 together with the air at a constant flow rate through the particle concentration unit 250 Scattered light and fluorescence are generated in the measurement space S in the optical chamber 360 by the fine particles passing through the ultraviolet light emitting diode beam irradiated from the beam forming optical system 320 toward the beam dumper 330.

그리고 발생된 산란광을 산란광검출기(720)에 의해 검출하고, 특히 부유입자가 생물입자일 때 산란광과 함께 형광도 발생하며 이러한 산란광과 형광을 산란광검출기(720)와 형광검출기(730)로 검출하고 신호측정회로(702)를 통해 디지털 신호로 변환하여 대기 중에 유해 생물입자의 존재여부를 판단하고, 생물입자의 크기 분포 및 농도 변화를 실시간으로 감시할 수 있다.The generated scattered light is detected by the scattered light detector 720. Particularly, when the suspended particles are biological particles, fluorescence occurs together with scattered light. The scattered light and fluorescence are detected by the scattered light detector 720 and the fluorescence detector 730, It can be converted into a digital signal through the measurement circuit 702 to determine whether or not harmful biological particles are present in the atmosphere, and to monitor the size distribution and concentration change of the biological particles in real time.

이상에서는 본 발명의 기술 사상에 대하여 바람직한 실시형태를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 물론 적절한 변경 및 수정이 가해진 것과 균등물 역시 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. It should be interpreted.

100 : 본체케이스
200 : 입자도입부
201 : 선분리기
202 : 몸체
210 : 손잡이
230 : 시청각부
240 : 입자토출부
241 : 노즐
242 : 몸체
243 : 배기구
250 : 입자집중부
251 : 내부노즐
252 : 외부노즐
253 : 자외선 발광다이오드
255 : 제1렌즈
256 : 밴드패스필터
257 : 제2렌즈
258 : 윈도우
300 : 입자광측부
301 : 상면 개구
302 : 하면 개구
303 : 전면 개구
304 : 후면 개구
305 : 우측면 개구
306 : 좌측면 개구
307, 308 : 밀폐판
310 : 광원부
320 : 빔형성광학계
330 : 빔덤퍼
331 : 윈도우
332 : 초점렌즈
333 : 빔덤퍼 몸체
334 : 개구
340 : 빔분리광학계
341 : 챔버용렌즈
342 : 이색거울
343 : 형광차단필터
344 : 제3렌즈
345 : 제4렌즈
346 : 산란차단필터
347 : 몸체
350 : 펌프
360 : 광학챔버
370 : 두 개의 반사경
371 : 구면반사경
372 : 비구면반사경
400 : 배터리전원
410 : 몸체
420 : 배터리
600 : 전자회로
700 : 광원회로
701 : 출력측정회로
702 : 신호측정회로
720 : 산란광검출기
730 : 형광검출기100: Body case
200: particle introduction part
201: line separator
202: Body
210: Handle
230:
240: particle discharging portion
241: Nozzles
242: Body
243: Exhaust hole
250:
251: Inner nozzle
252: External nozzle
253: ultraviolet light emitting diode
255: first lens
256: Bandpass filter
257: Second lens
258: Window
300: particle light side
301: upper surface opening
302: lower opening
303: front opening
304: rear opening
305: right side opening
306: Left side opening
307, 308: sealing plate
310:
320: beam forming optical system
330: Beam Dumper
331: Window
332: Focus lens
333: Beam damper body
334: opening
340: beam splitting optical system
341: Lens for chamber
342: Dichromatic mirror
343: Fluorescent filter
344: Third lens
345: fourth lens
346: Spawning filter
347: Body
350: pump
360: optical chamber
370: two reflectors
371: Spherical reflector
372: Aspherical reflector
400: Battery power
410: Body
420: Battery
600: electronic circuit
700: Light source circuit
701: Output measuring circuit
702: Signal measurement circuit
720: Scattered light detector
730: Fluorescence detector

Claims (7)

대기 중에 부유하는 입자를 유입하는 입자도입부(200) 및 본체케이스(100) 내에 설치되어 상기 유입된 입자를 검출하는 입자광측부(300)를 포함하고,
상기 입자광측부(300)는 광학챔버(360), 빔형성광학계(320), 빔덤퍼(330), 한 쌍의 반사경(370), 입자토출부(240) 및 빔분리광학계(340)를 포함하는 대기 중 부유입자의 검출장치에 있어서,
상기 본체케이스(100) 내부에는 상기 입자광측부(300)에서 측정된 산란광과 형광 신호를 디지털신호로 바꾸고, 상기 본체케이스(100) 내부에 설치된 회로와 자외선 발광다이오드(253)를 제어하는 전자회로(600)를 포함하고,
상기 빔형성광학계(320)는 양측이 개방된 내부공간의 일 측면에 상기 자외선 발광다이오드(253)를 포함하는 광원회로(700)가 상기 빔형성광학계(320)에 고정되고, 각도가 조정 가능한 광원부(310);
상기 광원부(310)와 분리 가능하도록 상기 자외선 발광다이오드(253)로부터 발생된 빛을 시준하는 제1렌즈(255);
상기 제1렌즈(255)를 통과한 상기 자외선 발광다이오드 빔(L) 중 형광을 제거하는 밴드패스필터(256);
상기 밴드패스필터(256)를 통과한 빔의 크기를 조절하는 제2렌즈(257); 및
상기 자외선 발광다이오드 빔(L)이 통과하도록 코팅된 윈도우(258);가 순차적으로 배열되며,
상기 빔형성광학계(320)는 상기 자외선 발광다이오드(253)의 빔을 상기 제1렌즈(255)에 시준한 후 형광을 제거하는 상기 밴드패스필터(256)를 거쳐 상기 제2렌즈(257)를 통과한 후 일정한 패턴을 형성하며,
상기 전자회로(600)는 배터리 적용에 따른 자외선 발광다이오드의 소모전력을 감시제어하며, 상기 입자도입부(200)를 통해 광학챔버(360) 내부의 측정공간(S)에 대기를 강제 흡입하는 펌프(350)의 전력공급을 제어하는 상기 광원회로(700);
상기 빔분리광학계(340)에서 광신호를 측정하는 신호측정회로(702);
상기 빔덤퍼(330)를 통과한 상기 자외선 발광다이오드 빔(L)의 세기를 측정하는 출력측정회로(701);
상기 유입된 입자의 농도를 분석하여 사용자에게 입자 정보를 시각 및 청각으로 제공하는 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit, MCU);를 포함하되, 상기 빔덤퍼(330)의 상기 출력측정회로(701)는 상기 자외선 발광다이오드 빔(L)이 만드는 광축에 수직하는 기준면에 대해 10°의 각도로 기울어져 상기 자외선 발광다이오드 빔(L)이 상기 출력측정회로(701)에 위치한 포토다이오드로부터 상기 광축으로 반사되지 않고, 상기 기준면으로부터 빔덤퍼몸체(333)의 내부 경사면이 이루는 각도보다 크면서 예각을 이루도록 상기 빔덤퍼(330)에 형성된 개구(334)에서 소멸되는 것을 특징으로 하는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치.And a particle light side part (300) installed in the body case (100) for detecting the inflowed particles,
The particle light side portion 300 includes an optical chamber 360, a beam forming optical system 320, a beam damper 330, a pair of reflecting mirrors 370, a particle discharging portion 240 and a beam splitting optical system 340 A method for detecting suspended particles in the atmosphere,
An electronic circuit for controlling the circuit provided in the main body case 100 and the ultraviolet light emitting diode 253 by converting the scattered light and the fluorescent signal measured at the particle light side portion 300 into digital signals, (600)
The beam forming optical system 320 includes a light source circuit 700 including the ultraviolet light emitting diode 253 fixed to one side of the internal space opened on both sides of the beam forming optical system 320, (310);
A first lens (255) for collimating light generated from the ultraviolet light emitting diode (253) so as to be detachable from the light source part (310);
A band-pass filter 256 for removing fluorescence from the ultraviolet light-emitting diode beam L that has passed through the first lens 255;
A second lens 257 for adjusting the size of the beam passed through the band-pass filter 256; And
A window 258 coated with the ultraviolet light beam L to pass therethrough,
The beam forming optical system 320 collimates the beam of the ultraviolet light emitting diode 253 to the first lens 255 and then passes the second lens 257 through the band- Forming a uniform pattern after passing,
The electronic circuit 600 monitors the consumption power of the ultraviolet light emitting diode according to the application of the battery and pumps the air into the measurement space S in the optical chamber 360 through the particle introduction part 200 350) for controlling the power supply of the light source circuit (700);
A signal measuring circuit 702 for measuring the optical signal in the beam splitting optical system 340;
An output measuring circuit 701 for measuring the intensity of the ultraviolet light-emitting diode beam L that has passed through the beam damper 330;
And a micro controller unit (MCU) for analyzing the concentration of the introduced particles and providing the user with particle information visually and audibly, wherein the output measuring circuit 701 of the beam damper 330 comprises: Is inclined at an angle of 10 degrees with respect to a reference plane perpendicular to the optical axis of the ultraviolet light emitting diode beam L so that the ultraviolet light emitting diode beam L is not reflected from the photodiodes located in the output measuring circuit 701 to the optical axis And is eliminated at an opening (334) formed in the beam damper (330) so as to form an acute angle larger than an angle formed by the inner inclined surface of the beam damper body (333) from the reference surface. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 본체케이스(100)의 하단에 고정되는 몸체(410) 내부에 충전 가능한 소형의 배터리(420)를 포함하는 배터리전원(400)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치.The method according to claim 1,
And a battery power source (400) including a small battery (420) that can be charged in a body (410) fixed to a lower end of the body case (100). 제1항에 있어서,
상기 본체케이스(100)의 외부에는 배터리 소모, 장비 이상, 생물입자 경고를 시청각으로 제공하는 시청각부(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치.The method according to claim 1,
And an audiovisual unit (230) provided outside the main body case (100) to provide battery consumption, equipment abnormality, and biological particle warning by audiovisual. 제1항에 있어서,
상기 본체케이스(100) 외부의 상단에 설치되어, 장치를 운발할 때 잡을 수 있으며, 한쪽 방향에만 개구 형성되어, 상기 개구에 입자도입부(200)를 수납하는 구조를 가진 손잡이(210);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치.The method according to claim 1,
A handle 210 provided at an upper end of the main body case 100 to be held when the apparatus is operated and having a structure that is opened only in one direction and accommodates the particle entrance part 200 in the opening Wherein the detection means detects the presence of the biological particles. 제1항에 있어서,
상기 빔분리광학계(340)는 상기 산란광과 형광을 이색거울(342)의 차단주파수(Cut-Off Frequency)에 따라 상기 산란광과 형광을 동시에 검출하는 산란광검출기(720)와 형광검출기(730)를 포함하고,
상기 산란광검출기(720)는 전단에 형광을 차단하고 산란광을 통과시키도록 하는 필터(343)가 장착되고, 상기 형광검출기(730)의 전단에는 산란광을 차단하고 유도된 형광을 통과시키도록 필터(346)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치.The method according to claim 1,
The beam splitting optical system 340 includes a scattered light detector 720 and a fluorescence detector 730 that simultaneously detect the scattered light and fluorescence according to a cut-off frequency of the dichroic mirror 342 and,
The scattered light detector 720 is equipped with a filter 343 that blocks fluorescence at the front end and allows scattered light to pass therethrough. The front end of the fluorescence detector 730 is shielded from scattered light and passed through a filter 346 ) Is mounted on the surface of the substrate. 제6항에 있어서,
상기 산란광검출기(720)와 상기 형광검출기(730)는 저온에서 동작하는 광전증배관(PMT; Photomultiplier Tube) 또는 어발란체 포토다이오드(avalanche photo diode, APD)인 것을 특징으로 하는 휴대용 생물입자 실시간 검출장치.

The method according to claim 6,
Wherein the scattered light detector 720 and the fluorescence detector 730 are a photomultiplier tube (PMT) or an avalanche photo diode (APD) operating at a low temperature. Device.

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