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KR19990008117A - 기체, 액체, 에어로솔 또는 분말상 물질의 원위치분석을 위한샘플링장치 - Google Patents

기체, 액체, 에어로솔 또는 분말상 물질의 원위치분석을 위한샘플링장치 Download PDF

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KR19990008117A
KR19990008117A KR1019970707642A KR19970707642A KR19990008117A KR 19990008117 A KR19990008117 A KR 19990008117A KR 1019970707642 A KR1019970707642 A KR 1019970707642A KR 19970707642 A KR19970707642 A KR 19970707642A KR 19990008117 A KR19990008117 A KR 19990008117A
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끌로ㅈ젱 삐에르
프로앙젱에스.아.
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Abstract

본 발명에 의한 샘플링장치에는 수집표면(24)이 달린 콜렉터, 이러한 수집표면(24)과 접촉하게 되는 샘플링장치(30), 샘플링장치(30)와 수집표면 사이의 상대이동을 가능하게 하는 수단, 오염물질을 증발시키기 위하여 샘플링수단에 연결되어 있는 가열수단 및 분석장치(1)의 흡기구에 연결될 수 있게 되어있고, 가열수단에 의하여 생성되는 오염물질의 증기를 흡인할 수 있게 되어있는 흡인관(28) 등이 포함되어 있다. 본 발명은 기체, 액체, 에어로솔 또는 기타 분말물질을 원위치에서(in situ) 분석하는데 적합하다.

Description

기체, 액체, 에어로솔 또는 분말상 물질의 원위치분석을 위한 샘플링장치
본 발명은 기체조성분석장치 내에서의 원위치분석을 위하여, 기체, 액치, 에어로솔 또는 분말상 물질을 샘플링하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 특히 화학무기에서 이용되고, 가스, 미세한 물방울 또는 서로 간격을 두고 있는 미립자 등의 형태로 살포될 수 있는 물질과 같은, 독성이 매우 강한 물질에 의한 오염의 검출에 관한 것이다.
이러한 검출을 행하기 위하여, 본 출원인의 명의로 되어있는 프랑스특허 FR 26 118 98 및 26 482 27에 의하여, 분석대상물질을 표본채취 및 증발시킬 수 있는 장치에 결합되는 휴대용 기체조성분석기가 이미 제안된 바 있다.
FR 2 648 227에 의하면, 샘플링장치에는 텅(tongue)에 의하여 수집되는 물질을 증발시키는데 이용되는 전기내열성의 연질텅이 포함되어 있다.
이러한 장치는 불가피하게 조작원의 개입을 필요로 하는 것은 명백하며, 이 조작원은 샘플링을 한 다음에, 생성된 증기가 분석대상기체조성물로서 분석기에 의하여 흡인되도록, 채취한 액상물질을 증발시켜야 한다.
본 발명은 특히 어떠한 오염이나 대기오염의 존재를 즉시 검출할 수 있는 위치에 배치된 자동탐침식으로, 샘플링/분석장치를 함께 이용할 수 있도록, 조작원의 도움없이, 이러한 결과에 도달하는 것을 목적으로 한다.
이러한 결과를 얻기 위하여, 본 발명에 의한 샘플링장치에는 오염의 유무를 검출하고자하는 대기에 노출된 수집면이 달린 콜렉터(collector), 상기수집면이 적어도 1회의 소사(掃射)중, 샘플링장치에 의하여 소사되도록, 샘플링장치와 수집면 사이를 상대이동할 수 있는 수단의 좁아진 구역내에 제공되고, 수집면과 접촉하는 샘플링장치, 주사중 수집된 오염물질을 증발시키기 위하여, 샘플링수단에 결합되어 있는 가열수단 및 기체조성물의 분석장치의 흡기구와 연결되게 되어있고, 가열수단에 의하여 생성되는 오염물질의 증기를 흡인할 수 있게 되어있는 흡기관 등이 포함되어 있다.
상기흡기관은 다음의 기능을 수행할 수 있는 레지스터를 포함할 수 있다.
- 주위공기의 기체조성물을 분석할 수 있도록, 주위공기의 흡인,
- 수집면상에 증착되고, 샘플링장치에 의하여 수집된 고체 또는 액체오염물질의 존재를 검출하기 위하여, 가열수단에 의하여 생성된 증기의 흡인.
그외에도, 샘플링장치에는 주사순차가 끝났을 때, 가열수단과 분석장치를 이용할 수 있는 자동제어장치도 포함시킬 수 있다.
본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 의한 샘플링장치가 장착된 기체조성물의 분석장치의 측정면도,
도2는 도1에 도시된 샘플링장치의 확대정면도,
도3은 샘플링장치와 이에 결합되어 있는 흡인관의 부분단면도,
도4는 콜렉터의 축방향단면도이다.
이 예에서는, 기체조성물의 분석장치가 본 출원인의 명의의 프랑스특허 FR 87 02762에 기술된 유형의 불꽃분광광도측정법에 의하여 분석을 실시하는 휴대용 자동식 장치로 구성되어 있다.
이 장치에는 일측면에 전기접속수단(2)이, 또다른 측면에 분석하고자 하는 가스의 흡인헤드(3)가 제공된 세장(細長)한 형태의 몸체(1)가 포함되어 있다. 이러한 몸체는 분광분석의 대상인 불꽃을 생성하기 위하여, 분석될 가스의 연소에 참여하는 수소를 방출하는 발생기를 내장하는 손잡이(4)에 의하여 지지된다.
이와 같은 분석장치에는 찾고있는 원소에 대응하는 복수의 광학필터를 포함하는 회전식 초퍼(chopper)가 그 축내에 배치되어 있는 하나의 집속렌즈와 렌즈의 집속구역내에 배치된 하나의 광전자셀이 장비된 창이 달린 버너가 제공되어 있다.
광전자셀에 의하여 전달되는 전기신호는 구하는 성분의 기체함유량을 구하여 이를 표시장치에 표시할 수 있는 전자식 처리회로에 전달된다. 경보를 발할 수 있고, 경우에 따라서는 구하는 성분이 검출된 후, 경보신호를 원거리에 전송할 수 있는 수단도, 본 출원의 범위 안에 포함된다.
분석될 기체(통상적으로는 주위공기)는 터빈과 흡인헤드(3)에 제공된 오리피스(5)에 의하여 외부와 통하여 있는 흡기관에 의하여 버너의 내부로 들어갈 수 있다.
분석장치(1)에 결합되어 있는 교체가능한 샘플링장치(6)는 조립 및 고정수단을 이용하여, 장치의 흡인헤드(3)상에 쉽게 분리할 수 있도록 장착하게 되어있다.
이러한 샘플링장치에는 거의 원통원뿔대의 형상인 하나의 박스가 들어있는 콜렉터(7)가 포함되어 있고, 원통형부분(9)을 폐쇄하는 박스의 저부(8)는 대칭(XX')의 일번축에 대하여 비스듬히 뻗어있다. 이와 같은 저부(8)상에는, 형강으로 된 조립부재(10)가 고정되어 있고, 그 날개의 하나에는 흡인헤드(3)의 오리피스(5)내에 맞물리게 되어있는 하나의 팁(12)이 통과하는 절취부(11)가 제공되어 있다.
콜렉터(7)의 박스에는 동축전동기(15)가 들어있고, 전동기의 출구축(20)은 원뿔대부분의 정점을 구성하는 소저부를 가로지른다.
이러한 전동기(15)는 전기접속수단에 접속하게 되어있는 케이블을 거쳐 분석장치(1)에 의하여 전력을 공급받는다.
축(20)은 원뿔대부분(18)에서 가까이 평행으로 뻗어있는 거의 원추형의 구동부재를 쐐기(21)에 의하여 회전시킨다. 이러한 2개의 부재 사이의 밀폐성은 X자형의 단면을 가진 윤환면 조인트(23)를 이용하여 보장한다.
구동부재(22)상에는 동축의 수집용 슬랩(24)을 배치할 수 있고, 이러한 슬랩의 원추형 볼록외면은 그 오염 여부를 측정하고자 하는 대기에 노출되게 되어있는 수집표면을 구성한다.
그외에도, 이러한 수집용 슬랩(24)에는 그 모선(母線)중 하나에 따라서 하나의 홈(25)이 파여있는데, 이 홈의 역할에 대하여는 후술한다.
박스의 원통형 측면(9)에는, 박스의 축(XX')에 대하여 평행으로 기울어져 있고, 샘플링장치(7)가 분석장치(1)상에 조립된 위치에 있는 때에는, 흡인헤드(3) 쪽으로 위치하는 구역과 통하는 관통공(27)이 뚫려있는 하나의 고정부재(26)가 나사 등에 의하여 고정되어 있다.
이러한 관통공(27)내에는 도3에 도시된 유형의 콜렉터/증발기(29)의 관형부분(28)이 맞물린다.
콜렉터/증발기(29)에는 관형부분(28)의 상부연단에 장착되어 있고, 홈모양의 지지물(31) 내에, 수집용 슬랩(24)의 수집표면상에, 그 모선의 거의 전장에 걸쳐 지지되게 되어있는 하나의 브러쉬(32)가 달려있는 샘플링 및 가열램프(30)가 포함되어 있다.
이를 위하여, 지지물(31)과 브러쉬(32)는 관형부분(28)이 관통공(27)과 깊게 맞물릴 때, 지지물이 수집표면에 의하여, 관형부분(28)의 내부용적과 통하여 있는 통로를 제한하고, 브러쉬(32)가 수집표면에 맞붙게 되어, 경우에 따라 침전하게 되는 오염요소를 잡아둘 수 있도록, 그 방향이 정하여진다.
이 예에서는, 브러쉬(32)가 경우에 따라서는 흡수층이 덮혀있고, 전기적 내열성을 가지는 하나의 텅의 형태로 제공되어 있다. 이러한 전기저항은 분석장치(1)의 전기에너지원에 의하여 공급되고, 브러쉬(32)가 홈(25) 쪽으로 향하여 있는 때에는, 스위치에 의하여 제어된다.
맨틀(28)의 하단부는 T자형 연결요소(33)에 의하여, 분석장치(1)의 흡인헤드(5)에 밀폐되게 연결되어 있다.
분석장치(1)는 일분석단계에서, 램프(30), 관형부분(28) 및 연결요소(33)내를 계속적으로 순환하는 공기를 흡인한다.
전술한 샘플링장치의 작동은 다음과 같다.
먼저, 휴대용 분석장치(1)상에 장착된 샘플링장치(6)로 구성되는 어셈블리를 감시하고자 하는 위치에 배치하고, 모터(15)와 수집용 슬랩(24)의 축은 수직방향을 향하게 한다. 관형부분에는 조사대상원소에 의한 오염에 노출될 수 있도록, 위쪽으로 향하여 있는 융기부가 제공되어 있다. 이러한 오염은 예를 들면, 공기속에 현탁되어 있는 흐미한 작은 물방울로 구성될 수 있다.
분석장치(1)가 작동되면, 다음과 같은 운전사이클이 계속적으로 실시된다.
- 수집용 슬랩24)을 완전히 한바퀴 회전시켜서, 최초에는 샘플링 램프(30)이 오른쪽에 있는 홈(25)이 360도 회전한 후, 그 최초위치로 복귀하게 한다.
- 브러쉬32)를 가열하여, 수집표면상에 침전되어 있고, 수집용 슬랩(24)이 회전하는 동안에, 브러쉬에 의하여 수집된 오염물질 또는 독성물질을 증발시킨다.
- 가열단계와 동시에 진행되는 분석단계에서, 분석장치(1)는 맨틀(28)과 연결요소(33)를 경유하여, 샘플링 램프(30)내에 들어있는 공기를 흡인하고, 이러한 대기(경우에 따라서는 수집된 오염물질 또는 독성물질의 증기가 채워져 있는)를 분광광도측정법에 의하여 분석한다.
이러한 분석에 의하여 찾고있는 원소의 존재가 판명된 경우에는, 분석장치(1)는 예를 들면, 발광의 또는 음향의 경보신호를 발하고, 경우에 따라서는 예를 들면, 전파에 의한 경보메시지를 전송한다.
운전사이클은 경우에 따라서는 조절가능한 예정된 주기성에 따라, 계속적으로 또는 불연속적으로 진행될 수 있다.
원추형의 수집용 슬랩(24)의 사용은 비가 내리는 경우에는, 물이 흘러내릴 수 있게 하고, 바람에 날려다니면서, 분석장치(1)의 작동을 약화시킬 수 있는 고체입자를 흘러내리게 할 수 있는 장점이 있다.
수집용 슬랩(24)내에 제공된 홈(25)은 다음과 같은 장점이 있다.
- 브러쉬(32)의 수준에서 실시되는 가열이 수집용 슬랩(24)을 훼손하지 아니하게 한다.
- 분석장치(1)에 의하여 흡인되는 공기가 관형부분(28) 쪽으로 원활히 흐르게 한다.
- 수집용 슬랩(24)이 회전할 때, 브러쉬(32)에 의하여 수거되는 입자를 제거한다.
- 오염물에 노출된 브러쉬(32)의 부분을 긁는 그 가장자리의 작용에 의하여 브러쉬(32)를 청소한다.
관형부분(28)이나 연결요소(33)에는 주위공기의 기체조성물의 분석단계와 공기속에 현탁되어 있는 액체 또는 고체형태의 오염물질의 존재를 검출하는 단계를 교호적으로 할 수 있도록, 흡인헤드(3)를 램프(30)의 통과없이, 직접으로 대기에 연결할 수 있는 하나의 레지스터(register)를 제공할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하는 것을 물론이다.
수집표면은 원추형 슬랩의 표면과 다른 형태로 할 수 있다. 예를 들면, 수집표면은 계속적인 병진운동(필름의 펼쳐지는 운동) 또는 교호적 병진운동을 할 수 있게 평면으로 할 수 있으며, 경우에 따라서는, 원통형으로 하고, 흡인헤드에 동축적으로 배치할 수 있다.
브러쉬(32)도 원인을 규명하는데 바람직하다고 보는 생성물을 선택적으로 흡수하여, 이를 집결시킬 수 있게 고안할 수 있다. 브러쉬는 예를 들면, 표면에 증착된 무수규산의 겔을 피복하고, 실리콘으로 유지할 수 있고, 텅의 다수요소를 병렬하여 형성할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기체조성물의 분석장치(1)에 연결될 수 있게 고안된, 기체, 액체, 에어로솔 또는 분말물질을 원위치에서 샘플링하는 장치로서, 오염이 있는 경우에, 이를 검출하고자 하는 대기에 노출된 수집표면이 제공되어 있는 콜렉터(7), 수집표면의 좁아진 구역에서, 수집표면(24)과 접촉하게 되는 샘플링장치(30, 31, 32), 수집표면이 적어도 1회 소사중 샘플링장치에 의하여 소사되도록, 샘플링장치(30, 31, 32)와 수집표면 사이의 상대이동을 할 수 있게 하는 수단, 소사과정중 수집된 오염물질을 증발시키기 위하여, 샘플링수단(30, 31, 32)에 연결되어 있는 가열수단 및 가열수단에 의하여 생성되는 오염물질의 증기를 흡인할 수 있도록, 분석장치(1)의 흡기구(5)에 접속되게 되어있는 흡인관(28) 등이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 수집표면(24)이 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기콜렉터에 회전가능한 수집용 슬랩(24)이 포함되어 있고, 상기슬랩의 원추형 볼록면이 상기수집표면을 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 수집표면(24)에 그 모선중 하나에 따라 뻗어있는 하나의 홈(25)이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 한 항에 있어서, 상기흡인관(25)이 수집표면의 모선에 따라, 수집표면상에 지지되게 배치되어 있고, 상기샘플링장치를 구성하는 하나의 브러쉬(32)가 들어있는 낙수홈통 모양의 샘플링 램프(31)와 통하여 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기브러쉬(32)가 전기내열성을 가지는 연질텅의 형상으로 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기텅이 텅의 다수요소의 병렬에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항 및 제 7 항 중 한 항에 있어서, 상기텅이 흡수층으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 브러쉬(32)가 검출하고자 하는 생성물을 선택적으로 흡수할 수 있게 되어있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항에 있어서, 흡기구(5)를 대기 또는 상기흡인관에 연결시킬 수 있는 레지스터가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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