KR101927663B1 - 온도조절부를 구비한 적분구 - Google Patents
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Abstract
LED 광 등에 사용하는 형광체의 온도에 따른 온도 소광 효율을 측정하기 위해서는 실시간으로 형광체 시료의 온도를 고온으로 제어할 수 있는 기술이 필요하다. 이를 위하여 본 발명에서는 적분구 본체와 상기 적분구에 측정 샘플을 담는 큐벳을 고정하는 샘플홀더를 포함하는 샘플홀더카트리지를 구비하는 적분구에 있어서, 상기 샘플홀더를 열전달 가능한 열도체로 상기 큐벳의 전면과 측면이 광학적으로 빛이 통과하도록 열려있고, 상부와 하부가 상기 큐벳이 통과할 수 있는 사각링 형태로 구비되며, 상기 큐벳의 후방으로 상기 샘플홀더의 내부에 수직하게 온도센서와 히터가 일체로 구비된 카트리지 히터가 구비되며, 상기 카트리지 히터는 열적으로 상기 샘플홀더와 결합되고, 상기 카트리지 히터와 상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지 사이의 열전달을 차단하는 단열부가 구비된 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 시료를 적분구 내부에서 형광특성을 실시간으로 온도정보와 함께 측정할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 구성에 의하여 시료를 적분구 내부에서 형광특성을 실시간으로 온도정보와 함께 측정할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 적분구에서 사용하는 시료 셀 홀더 모듈에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는 시료의 동작온도에서 형광을 포함한 발광 스펙트럼 측정을 위하여 300℃로 온도 조절이 가능한 시료 셀 홀더 모듈을 구비하는 적분구에 관한 것이다.
본 발명 출원 이전의 선행기술로는 시료를 담는 홀더 챔버를 구비하는 홀더 본체; 상기 홀더 본체에 열전달 가능하도록 접촉하여 배치되는 열전 소자; 상기 열전 소자의 배면에 열전달 가능하도록 접촉하여 배치되는 히트 싱크; 상기 히트 싱크에 열전달 가능하도록 접촉하여 배치되는 핀을 구비하는 시료 셀 홀더를 포함하는 시료 셀 홀더 모듈에 관한 기술이 개시되어 있다.
LED에 사용하는 형광체는 작동 온도에서 충분한 형광 효율과 열적 안정성이 있어야 한다. 일반적인 형광 물질은 온도가 상승하면 형광 세기가 감소하는 온도 소광 현상이 일어난다. 이는 고온에서 형광 분자의 운동이 활발하게 되어 충돌에 의한 에너지 이동이나 계간 교차가 일어나기 쉽기 때문이다.
기존의 적분구를 이용하여 형광현상을 측정하는 분광계는 약간을 온도를 조절하여 사용하거나, 항온항습실에서 측정하고 있어 샘플의 온도를 조절하는 것이 쉽지않다.
따라서 LED 광 등에 사용하는 형광체의 온도에 따른 온도 소광 효율을 측정하기 위해서는 실시간으로 형광체 시료의 온도를 고온으로 제어할 수 있는 기술이 필요하다. LED에 사용하는 형광체의 경우 300℃ 전후의 온도 조절이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여,
적분구본체와 상기 적분구에 측정 샘플을 담는 큐벳을 고정하는 샘플홀더를 포함하는 샘플홀더카트리지를 구비하는 적분구에 있어서, 상기 샘플홀더를 열전달 가능한 열도체로 상기 큐벳의 전면과 측면이 광학적으로 빛이 통과하도록 열려있고, 상부와 하부가 상기 큐벳이 통과할 수 있는 사각링 형태로 구비되며, 상기 큐벳의 후방으로 상기 샘플홀더의 내부에 수직하게 온도센서와 히터가 일체로 구비된 카트리지 히터가 구비되며, 상기 카트리지 히터는 열적으로 상기 샘플홀더와 결합되고, 상기 카트리지 히터와 상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지 사이의 열전달을 차단하는 단열부인 히터단열 홀더가 구비된 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지의 결합을 위하여, 샘플홀더 고정핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 큐벳 내부에 열이 더 빠르고 안정적으로 전달될 수 있도록 상기 큐벳내부바닥 모서리와 수직모서리를 상기 샘플홀더와 열적으로 연결하는 열도체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 큐벳의 바닥면에 샘플의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 더 구비하고 상기 온도센서와 외부 회로는 광학적으로 투명한 필름전극 또는 일반전극을 상기 열도체와 절연하여 연결하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또 다른 해결수단으로, 적분구본체와 상기 적분구에 측정 샘플을 담는 큐벳을 고정하는 샘플홀더를 포함하는 샘플홀더카트리지를 구비하는 적분구에 있어서, 상기 샘플홀더를 부전도체로 상기 큐벳의 전면과 측면이 광학적으로 빛이 통과하도록 열려있고, 상부와 하부가 상기 큐벳이 통과할 수 있는 사각링 형태로 구비되며, 상기 큐벳의 후방으로 상기 샘플홀더의 내부에 수직하게 유도가열 코일을 구비하고, 상기 유도가열 코일의 에너지를 열에너지로 변환하기 위한 도전체를 상기 큐벳의 광경로 후면에 설치하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지의 결합을 위하여, 샘플홀더 고정핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 큐벳의 바닥면에 샘플의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 더 구비하고 상기 온도센서와 외부 회로는 광학적으로 투명한 필름전극 또는 일반전극을 상기 열도체와 절연하여 연결하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
상기 온도센서가 측정샘플의 중심부의 온도를 측정할 수 있도록 상기 온도센서의 상부를 상기 샘플의 중심부 바로 아래쪽까지 연결하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 하나의 시료를 적분구 내부에서 시료의 온도에 따른 시료의 형광특성을 실시간으로 온도정보와 함께 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 적분구전체 도면
도 2은 본 발명의 샘플홀더카트리지 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 샘플홀더카트리지 단면 도면
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 샘플홀더카트리지 단면 도면
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 샘플홀더카트리지 단면 도면
도 2은 본 발명의 샘플홀더카트리지 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 샘플홀더카트리지 단면 도면
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 샘플홀더카트리지 단면 도면
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 샘플홀더카트리지 단면 도면
본 발명의 작용과 효과를 도면을 이용하여 설명하면 하기와 같다.
도1은 본 발명에서 사용하는 적분구의 전체구성이다. 적분구 본체와 적분구 본체에 분리가능하게 결합되는 샘플홀더카트리지가 구비된다. 샘플홀더 카트리지는 샘플이 담기는 직사각형 형태의 광학적으로 투명한 큐벳을 측정 중에 고정하는 장치로 본 발명에서는 상기 샘플홀더카트리지에 온도센서와 히터를 구비된 카트리지 히터를 수직하게 설치하였다.
상기 큐벳을 고정하는 샘플홀터와 상기 카트리지히터를 열적으로 연결하여 상기 큐벳을 가열함으로써 상기 샘플의 온도를 조절하고자 하였다. 이를 위하여 상기 샘플홀더는 열전도체를 이용하여 구성하고, 또한 형광을 측정할 수 있도록 전면과 측면이 오픈되고 상부가 사각링 형태로 형성되어 상기 큐벳이 고정될 수 있도록 하며, 상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지와는 샘플홀더고정핀을 이용하여 결합된다.
또한, 상기 카트리지히터의 온도를 제어함으로써 상기 큐벳에 담긴 샘플의 온도를 제어할 수 있지만, 상기 카트리지 히터가 샘플과 직접 접촉하는 것이 아니기 때문에 실험에 의하여 온도를 예측하여 실험할 수 있으나, 상기 큐벳의 내부 하부에 온도센서를 형광측정에 방해되지 않도록 구비하고 상기 큐벳의 후방으로 전선을 배선하여 샘플의 온도를 접촉하여 측정하는 것도 가능하다. 또한, 좀더 형광을 발생하는 부분의 온도를 정확히 측정하기 위하여 상기 온도센서의 표면에 수직하게 열도전체를 구비하여 형광이 발생하는 부위 바로 아래쪽의 온도를 측정하게 할 수도 있다.
또한, 상기 온도센서의 전극은 광투과성 전극을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 큐벳에 담긴 샘플의 온도를 빨리 높이기 위하여 상기 큐벳의 내부모서리에 열도체를 구비하고 생기 카트리지히터 또는 상기 카트리지히터와 열적으로 결합되는 상기 샘플홀더와 열적으로 결합하여 빠른 열전달을 유도할 수 있다.
또한, 상기 카트리지히터에 의한 열발생온도는 700℃까지 가능하고, 따라서, 열에의한 공기팽창도 발생할 수 있는 것이어서, 상기 샘플홀더카트리지에 적분구 압력조절밸브를 구비하여 압력이 상승하는 경우 이를 조절할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 카트리지히터 이외에 유도가열코일방식의 히팅을 할 수 있으며, 이 경우 상기 샘플홀더는 부도체로 구비되어야 하며, 상기 큐벳 내부에 도전체를 구비하여 상기 유도가열코일에 의하여 상기 도전체가 발열할 수 있는 구조로 상기 샘플홀더카트리지가 구비되며, 필수적으로 상기 큐벳내부에 온도센서가 구비되어야 상기 샘플의 온도를 제어할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 온도제를 위하여 별도의 온도조절제어기(미도시)를 구비할 수 있다.
특히, 유도가열코일방식을 사용하는 경우 상기 큐벳의 내부 뒤쪽으로 도체를 고정식 또는 필요에 따라 분리 결합하는 방식을 사용할 수 있다.
도 2와 도 3은 본 발명의 카트리지히터를 사용한 실시예1의 예이다.
도 4은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열도체를 상기 큐벳에 구비한 예이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유도가열코일을 사용한 예이다.
상기와 같은 작용효과를 하기의 구성에 의하여 달성하였다.
본 발명은 적분구본체와 상기 적분구에 측정 샘플을 담는 큐벳을 고정하는 샘플홀더를 포함하는 샘플홀더카트리지를 구비하는 적분구에 있어서, 상기 샘플홀더를 열전달가능한 열도체로 상기 큐벳의 전면과 측면이 광학적으로 빛이 통과하도록 열려있고, 상부와 하부가 상기 큐벳이 통과할 수 있는 사각링 형태로 구비되며, 상기 큐벳의 후방으로 상기 샘플홀더의 내부에 수직하게 온도센서와 히터가 일체로 구비된 카트리지 히터가 구비되며, 상기 카트리지 히터는 열적으로 상기 샘플홀더와 결합되고, 상기 카트리지 히터와 상기 샘플홀더카트리지 사이의 열전달을 차단하는 단열부인 히터단열 홀더(440)가 구비된 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지의 결합을 위하여, 샘플홀더 고정핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 큐벳내부에 열이 더 빠르고 안정적으로 전달될 수 있도록 상기 큐벳내부바닥 모서리와 수직모서리를 상기 샘플홀더와 열적으로 연결하는 열도체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 큐벳의 바닥면에 샘플의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 더 구비하고 상기 온도센서와 외부 회로는 광학적으로 투명한 필름전극 또는 일반전극을 상기 열도체와 절연하여 연결하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또 다른 해결수단으로,
적분구본체와 상기 적분구에 측정 샘플을 담는 큐벳을 고정하는 샘플홀더를 포함하는 샘플홀더카트리지를 구비하는 적분구에 있어서, 상기 샘플홀더를 부전도체로 상기 큐벳의 전면과 측면이 광학적으로 빛이 통과하도록 열려있고, 상부와 하부가 상기 큐벳이 통과할 수 있는 사각링 형태로 구비되며, 상기 큐벳의 후방으로 상기 샘플홀더의 내부에 수직하게 유도가열 코일을 구비하고, 상기 유도가열 코일의 에너지를 열에너지로 변환하기 위한 도전체를 상기 큐벳의 광경로 후면에 설치하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지의 결합을 위하여, 샘플홀더 고정핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
또한, 상기 큐벳의 바닥면에 샘플의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 더 구비하고 상기 온도센서와 외부 회로는 광학적으로 투명한 필름전극 또는 일반전극을 상기 열도체와 절연하여 연결하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
상기 온도센서가 측정샘플의 중심부의 온도를 측정할 수 있도록 상기 온도센서의 상부를 상기 샘플의 중심부 바로 아래쪽까지 연결하는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구를 제공한다.
100 : 적분구
110 : 샘플홀더카트리지
200 : 큐벳
300 : 볼플런저
400 : 샘플홀더
410 : 카트리지 히터
420 : 적분구 압력조절 밸브
430 : 샘플홀더 고정핀
440 : 히터단열 홀더
450 : 열도체
460 : 온도센서
500 : 유도가열코일
510 : 도전체
520 : 온도센서
530 : 열전도체
110 : 샘플홀더카트리지
200 : 큐벳
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500 : 유도가열코일
510 : 도전체
520 : 온도센서
530 : 열전도체
Claims (8)
- 적분구본체와 상기 적분구에 측정 샘플을 담는 큐벳을 고정하는 샘플홀더를 포함하는 샘플홀더카트리지를 구비하는 적분구에 있어서, 상기 샘플홀더를 부전도체로 상기 큐벳의 전면과 측면이 광학적으로 빛이 통과하도록 열려있고, 상부와 하부가 상기 큐벳이 통과할 수 있는 사각링 형태로 구비되며, 상기 큐벳의 후방으로 상기 샘플홀더의 내부에 수직하게 유도가열 코일을 구비하고, 상기 유도가열 코일의 에너지를 열에너지로 변환하기 위한 도전체를 상기 큐벳의 광경로 후면에 설치하며,
상기 샘플홀더와 상기 샘플홀더카트리지의 결합을 위하여, 샘플홀더 고정핀; 및
상기 큐벳의 바닥면에 샘플의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 더 구비하고 상기 온도센서와 외부 회로는 광학적으로 투명한 필름전극을 상기 도전체와 절연하여 연결하고,
상기 온도센서가 측정샘플의 중심부의 온도를 측정할 수 있도록 상기 온도센서의 상부를 상기 샘플의 중심부 바로 아래쪽까지 연결하며,
상기 유도가열 코일의 열에의한 공기팽창도 발생할 수 있는 것이어서, 상기 샘플홀더카트리지에 적분구 압력조절밸브를 구비하여 압력이 상승하는 경우 이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 온도조절부를 구비한 적분구. - 삭제
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| JP2013167640A (ja) | 2007-07-13 | 2013-08-29 | Handylab Inc | 診断装置 |
| JP2017151119A (ja) * | 2009-09-21 | 2017-08-31 | ポカード・ディアグノスティクス・リミテッドＰｏｃａｒｅｄ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ， Ｌｔｄ． | マガジン内に保持されたサンプルの汚染を防止するためのシステム |
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