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대기 중의 부유입자의 실시간 형광검출장치

  • 기술번호 : KST2015155756
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 대기 중의 부유입자를 흡입하여 농축한 후 이송된 단일 입자에 레이저빔을 조사하여 발생한 산란광과 함께 미약한 형광을 모아 이를 다수의 파장대별로 분리하여 부유입자에 포함된 생물입자를 실시간으로 신속하고 확실하게 검출할 수 있는 형광검출장치를 제공한다.본 발명에 따른 형광검출장치는 대기 중의 부유입자를 선별 농축하는 입자농축부; 입자농축부 하단에 설치되는 입자광측부; 를 포함하고, 입자광측부는 입자농축부에서 선별 농축된 입자 및 공기를 유입하기 위한 노즐을 갖는 입자도입부; 입자도입부의 하단과 연결되며 내부에 입자측정공간을 갖는 광학챔버; 광학챔버의 전면에 연결 설치되어 입자측정공간 내에 도입되는 입자에 레이저빔을 조사하기 위한 빔형성광학계; 빔형성광학계에 대향하여 광학챔버의 후면에 연결 설치되어 빔형성광학계로부터 조사되는 레이저빔을 빔을 소멸시키기 위한 빔흡수계; 입자측정공간 내에 레이저빔의 진행방향과 90°방향으로 배치된 한 쌍의 반사경; 광학챔버의 하면에 연결 설치되어 입자측정공간에서 레이저빔과의 상호작용을 한 후의 입자와 공기를 노즐을 통하여 외부로 토출시키기 위한 입자토출부; 광학챔버의 우측면에 연결 설치되어 입자측정공간에서 레이저빔과 입자와의 상호작용에 의해 생성된 산란광과 형광 신호를 동시에 검출하는 산란광검출기와 형광검출기를 구비하는 빔분리광학계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Int. CL G01N 21/64 (2006.01) C12Q 1/02 (2006.01) G01N 33/52 (2006.01) G01N 15/14 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020120069541 (2012.06.28)
출원인 국방과학연구소
등록번호/일자 10-1246661-0000 (2013.03.18)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20130325) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.06.28)
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 국방과학연구소 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 최기봉 대한민국 대전광역시 중구
2 하연철 대한민국 대전광역시 서구
3 이재경 대한민국 경기도 안양시 만안구
4 김민철 대한민국 경기도 안양시 만안구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인원전 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 풍림빌딩 *층 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 국방과학연구소 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.06.28 수리 (Accepted) 1-1-2012-0515623-76
2 [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Preferential Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2012.06.29 수리 (Accepted) 1-1-2012-0520458-56
3 [우선심사신청]선행기술조사의뢰서
[Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search		 2012.07.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 [우선심사신청]선행기술조사보고서
[Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search		 2012.07.10 수리 (Accepted) 9-1-2012-0055074-06
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2012.07.23 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-0586459-26
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2012.11.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0701177-13
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2012.12.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-1019349-93
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2012.12.07 수리 (Accepted) 1-1-2012-1019348-47
9 등록결정서
Decision to grant		 2013.03.12 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0169110-75
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.07.22 수리 (Accepted) 4-1-2013-0033275-90
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
대기 중의 부유입자를 선별 및 농축하여 부유입자에 포함된 생물입자의 형광을 검출하는 형광검출장치에 있어서,대기 중의 부유입자가 흡입되는 통로를 형성하며, 부유입자 중에 이물질과 일정 크기의 입자를 걸러내는 선분리기(110)와, 관성력을 이용하여 상기 선분리기(110)를 통과한 부유입자를 정해진 범위의 크기로 선별하여 농축하는 복수의 가상 임팩터(virtual impactor)로 이루어진 노즐(121, 122)이 2단으로 설치되며 상기 선분리기(110)에 연결되는 원통 케이싱(120)을 포함하는 입자농축부(100);상기 입자농축부(100) 하단의 케이싱 조립체(300) 내에 설치되는 입자광측부(200);를 포함하고,상기 입자광측부(200)는, 상기 입자농축부(100)에서 선별 농축된 부유입자 및 공기를 유입하기 위한 입자도입부(210); 상면에 개구(222)가 형성되어 있고 그 개구(222)를 통하여 상기 입자도입부(210)의 하단과 연결되며 내부에 입자측정공간(S)을 갖는 육면체 광학챔버(220);상기 광학챔버(220)의 전면에 형성된 개구(223)에 연결 설치되어 상기 입자도입부(210)를 통해 상기 입자측정공간(S) 내에 도입되는 입자에 레이저빔(L)을 조사시키기 위한 빔형성광학계(250);상기 빔형성광학계(250)에 대향하여 상기 광학챔버(220)의 후면에 형성된 개구(225)에 연결 설치되어 빔형성광학계(250)로부터 조사되는 레이저빔(L)을 빔을 소멸시키기 위한 빔흡수계(260);상기 입자측정공간(S) 내에 상기 레이저빔(L)의 진행방향과 90°방향으로 배치된 한 쌍의 반사경(230);상기 광학챔버(220)의 하면에 형성된 개구(227)에 연결 설치되어 상기 입자측정공간(S)에서 레이저빔(L)과의 상호작용을 한 후의 입자와 공기를 노즐(241)을 통하여 외부로 토출시키기 위한 입자토출부(240);상기 빔형성광학계(250)와 수직을 이루도록 상기 광학챔버(220)의 우측면에 형성된 개구(224)에 연결 설치되어 상기 광학챔버(220) 내부의 입자측정공간(S)에서 레이저빔(L)과 입자와의 상호작용에 의해 생성된 산란광과 형광 신호를 두 개의 빔스플리터(279a, 279b)의 차단 주파수(cut-off frequency)에 따라 한 개의 산란광과 두 개의 형광을 동시에 검출하는 산란광검출기(274)와 형광검출기(272, 273)를 구비하는 빔분리광학계(270);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
2 2
제1항에 있어서,상기 선분리기(110)는 공기와 부유입자가 유입되는 흡입관(111)과, 상기 흡입관(111)의 상단을 따라 설치되며 메쉬 구조를 이용하여 부유입자에 포함된 이물질을 제거하는 거름망(112)과, 상기 거름망(112)의 상단을 막아줌과 아울러 가장자리 부분이 상기 거름망(112)으로부터 이격되도록 형성된 거름망 덮개(113)와, 상기 흡입관(111)의 내측에 위치하며 흡입된 부유입자 중에서 목표로 하는 입자의 크기보다 큰 입자를 걸러내는 깔때기(114) 및 깔때기(114)의 하단에 연결 형성되고 측방에 공기통로(115a)를 구비하며 깔때기(114)를 통과하여 상기 걸러진 큰 입자를 담아두는 컵(115)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
3 3
제2항에 있어서,상기 입자농축부(100)는 상기 컵(115)의 공기통로(115a)를 통과한 부유입자 중 일정 크기의 입자만 통과시키는 복수의 가상 임팩터로 이루어진 제1단 노즐(121)과, 상기 제1단 노즐(121)로부터 이격되게 설치되어 일정 크기 범위의 부유입자를 선별 농축하는 복수의 가상 임팩터로 이루어진 제2단 노즐(122)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
4 4
제1항에 있어서, 상기 입자도입부(210)는 입자농축부(100)의 하단과 연결되도록 상하 관통된 개방부를 갖는 연결구(211)와, 상기 연결구(211)와 분리 가능하게 상호 결합되어 하단부가 상기 광학챔버(220)의 상면 개구(222)와 연결 고정되는 외측 노즐(212)과, 상기 연결구(211)와 외측 노즐(212)의 내부에 설치되어 상기 입자농축부(100)의 하단에 돌출 연장된 입자배출구(123)가 끼워지는 삽입공을 갖는 삽입관(213)과, 상기 삽입관(213) 내에 연결 고정되는 내측 노즐(214)과, 상기 외측 노즐(212)의 끝단에 상기 입자토출부(240)의 토출 노즐(241)과 대향하여 고정 연결된 노즐팁(215)과, 상기 외측 노즐(212)의 외측에 형성되어 외부로부터 깨끗한 공기를 유입하기 위한 공기유입구(216)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
5 5
제4항에 있어서, 상기 입자도입부(210)는 상기 내측 노즐(214)을 상기 연결구(211)와 외측 노즐(212) 내에 설치할 때, 상기 내측 노즐(214)의 위치 결정을 위한 제1위치결정수단을 더 포함하고, 상기 제1위치결정수단은 상기 삽입관(213)의 외주면에 설치된 링부재(213a)의 일측에 형성된 요홈(213b)과, 상기 외측 노즐(212)의 상면 일측에 형성된 핀홀에 삽입 고정되어 상기 요홈(213b)에 삽입되는 핀(212a)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
6 6
제4항에 있어서,상기 입자도입부(210)는 상기 입자도입부(210)를 상기 광학챔버(220)에 장착할 때, 상기 입자도입부(210) 자체의 위치 결정을 위한 제2위치결정수단을 더 포함하고,제2위치결정수단은 상기 외측 노즐(212)의 하단 부근 외주면에 설치된 환형(環形) 돌출턱(212c)의 일측에 형성된 요홈(212d)과, 상기 광학챔버(220)의 상면 개구(222)의 주변 일측에 형성되어 상기 요홈(212d)에 삽입되는 핀(221a)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
7 7
제6항에 있어서,상기 입자도입부(210)는 상부 내면이 상기 외측 노즐(212)의 외주면에 설치된 환형 돌출턱(212c)의 상면에 지지되고 내주면에 나사산이 형성된 너트부재(217)와 상기 광학챔버(220)의 상면 개구(222)의 테두리를 따라 상향 돌출되어 외주면에 나사산이 형성된 연결부(221)와의 나사체결에 의해 상기 광학챔버(220)에 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
8 8
제7항에 있어서,상기 핀(221a)은 상기 연결부(221)의 상면 일측에 형성된 핀홀에 삽입 고정된 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
9 9
제4항에 있어서,상기 입자도입부(210)의 외측 노즐(212)의 하단부에는, 상기 입자도입부(210)를 광학챔버(220)로부터 분리후 다시 장착할 때 광학챔버(220)의 정해진 장착 위치로부터 횡방향으로 편심됨이 없이 광학챔버(220)의 장착 위치에 정렬되도록, 상기 광학챔버(220)의 상면에 형성된 개구(222)를 향하여 경사지는 역원뿔형 구조의 편심방지 경사부(212e)가 형성되어 있고,상기 광학챔버(220)의 상면 개구(222)의 내측 하단은 상기 편심방지 경사부(212e)와 맞닿아 밀착되는 경사면(222a)을 갖는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
10 10
제9항에 있어서,상기 편심방지 경사부(212e)와 경사면(222a)의 경사각도는 동일하고, 그 경사각도는 상기 입자도입부(210)의 중심축에 대하여 25°∼ 35°인 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
11 11
제1항에 있어서,상기 입자토출부(240)의 토출 노즐(241)은 상기 입자도입부(210)의 외측 노즐(212)에 연결된 노즐팁(215)과 일정 간격을 두고 대향하여 있고 상기 노즐팁(215)을 향하여 선단(先端)쪽으로 갈수록 가늘어지는 테이퍼(taper) 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
12 12
제1항에 있어서,상기 빔형성광학계(250)는 양단부가 개방되는 내부공간을 갖고 그 내부공간에 비구면렌즈(254)가 장착되는 몸체(251a)와 몸체(251a)의 전방측에 레이저다이오드(253)가 내장된 소켓을 갖는 덮개판(251b)으로 이루어지는 광원부(251);상기 광원부(251)와 분리 가능하게 조립되고 내부에 레이저다이오드(253)로부터 발생되어 비구면렌즈(254)를 통과한 레이저빔의 종방향 크기를 조절하는 제1렌즈군(255), 제1렌즈군(255)을 통과한 레이저빔의 횡방향 크기를 조절하는 제2렌즈군(256), 및 윈도우(257)가 순차적으로 배열되어 있는 빔형성조정부(252)를 포함하며, 내부면이 흑염처리된 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
13 13
제12항에 있어서, 상기 광원부(251)는 덮개판(251b)의 가장자리 안쪽 둘레에 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 제1관통탭(251g1)과 제1관통탭(251g1)에 대응하여 몸체(251a)에 형성된 복수개의 미관통탭(251h)을 통하여 삽입 설치되고 외주면에 스프링(251d)이 장착되어 몸체(251a)에 대한 덮개판(251b)의 가압력을 조절하는 복수개의 육각볼트(251c);덮개판(251b)에 형성된 복수개의 제1관통탭(251g1) 사이 사이에 형성된 제2관통탭(251g2)을 통하여 삽입 설치되어 조임정도에 따라 몸체(251a)에 대한 덮개판(251b)의 밀림력을 조절하기 위한 무두볼트(251e);를 포함하는 레이저빔 정렬수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
14 14
제13항에 있어서, 상기 무두볼트(251e)는 상기 제2관통탭(251g2) 내에 끼워지는 부싱(251i) 내부에 삽입되고, 회전력 상쇄를 위해 끝단에 볼이 들어 있고, 상기 부싱(251i)은 일측면이 길이방향으로 절결된 절결홈(251h1)을 구비하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
15 15
제13항에 있어서, 상기 레이저빔 정렬수단은 덮개판(251a)의 외주면 둘레를 따라 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 제2관통탭(251g2)의 각각과 연통되는 3그룹의 제3관통탭(251g3)을 통하여 삽입 설치되어 상기 무두볼트(251e)가 삽입된 부싱(251i)을 조여 고정하기 위한 조임볼트(251f; 251f1, 251f2, 251f3)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
16 16
제15항에 있어서, 상기 제3관통탭(251g3)의 각 그룹은 삼각 형상을 이루며 형성된 3개의 관통탭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
17 17
제13항에 있어서, 상기 덮개판(251b)의 일측면에는, 몸체(251a)를 향하여 수평방향으로 돌출 형성되어 레이저다이오드(253)로부터 발생되는 레이저빔이 통과되도록 내부공간을 갖는 원통부(251j)가 구비되고,상기 몸체(251a)의 전단부 내부에는, 원통부(251j)의 외주면을 감싸는 형태로 원통부(251j)를 수용하는 개방부를 갖는 고정판(251o)이 설치되어 몸체(251a)와 체결볼트에 의해 고정되며,상기 비구면렌즈(254)는 상기 원통부(251j)의 내부공간에 장착되어 양단부가 개방된 구조를 갖는 비구면렌즈 고정부(2511)의 내부공간에 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
18 18
제17항에 있어서, 상기 원통부(251j)의 상면에는, 원통부(251j)의 내부공간과 연통되는 제4관통탭(251g3)이 형성되어 있고 이 제4관통탭(251g3)을 통하여 조임나사(251k)가 삽입 설치되고,상기 비구면렌즈 고정부(2511)의 후단부 상면에는 비구면렌즈 고정부(2511)의 위치 정렬을 위한 정렬홈(251m)이 형성되고,상기 광원부(251)의 몸체(251a)의 상면 일측에는, 원통부(251j)의 중심축의 위치와 비구면렌즈 고정부(2511)의 중심축의 위치를 외부에서 조정하기 위해, 몸체(251a)의 내부공간과 연통됨과 함께 원통부(251j)의 제4관통탭(251g3)에 삽입 설치된 조임나사(251k)와 비구면렌즈 고정부(2511)의 정렬홈(251m)의 형성 위치에 대응하는 위치에 형성된 정렬용 홀(251n)이 구비된 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
19 19
제1항에 있어서,상기 빔흡수계(260)는 상기 광학챔버(220)의 후면에 고정되는 몸체(261);상기 몸체(261)의 중앙부에 관통 형성된 삽입공(262a)에 끼워넣는 초점렌즈 조립체(291);상기 초점렌즈 조립체(291)의 광축이 핀홀(293a)을 지나도록, 상기 몸체(261)의 후면에 형성된 오목부에 삽입하는 핀홀 조립체(296);상기 핀홀 조립체(296)의 후면에 고정하는 하우징(263);상기 초점렌즈 조립체(291)의 광축에 직교하는 기준면에 대해 일정한 각도로 경사지도록, 상기 하우징(263)의 후면에 고정하는 광원출력검출기(264); 를 포함하고,상기 핀홀 조립체(296)의 핀홀(293a)을 통과한 레이저빔(L)이, 상기 광원출력검출기(264)에 점점 가까워짐에 따라 레이저빔 폭이 점차 퍼지도록, 상기 핀홀 조립체(296)와 상기 하우징(263)의 중앙부에는 공동이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
20 20
제1항에 있어서,상기 한 쌍의 반사경(230)은 상기 빔분리광학계(270)에 향하여 배치되어 코팅된 유리재질의 구면반사경(231)과, 구면반사경(231)에 대향하여 설치되어 코팅된 알루미늄 재질의 비구면반사경(232)으로 이루어져 있고,상기 구면반사경(231)은 상기 빔형성광학계(250)로부터 발생된 레이저빔(L)이 상기 입자도입부(210)로부터 도입되는 입자에 조사됨으로써 생성된 산란광과 형광 신호가 상기 비구면반사경(232)에 반사되어 상기 빔분리광학계(270)를 향하도록 중앙 부분이 코팅되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
21 21
제20항에 있어서,상기 비구면반사경(232)은 상기 광학챔버의 좌측면에 형성된 개구(226)측에 위치되며 상기 개구(226)는 분리 가능한 밀폐판(280)에 의해 밀폐되어 있는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
22 22
제1항에 있어서,상기 산란광검출기(274)는 아발란체 포토다이오드(APD; Avalanche Photodiode)와 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
23 23
제1항에 있어서,상기 형광검출기(272, 273)의 어느 하나는 장파장의 신호를 검출하도록 구성되어 있고, 다른 하나는 단파장의 신호를 검출하도록 구성되어 있으며, 상기 형광검출기(272, 273)의 전면(前面)에는 산란된 광을 차단하고 유도된 형광을 통과시키도록 광학필터(275)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
24 24
제12항에 있어서,상기 형광검출기(272, 273)는 광전증배관(PMT; Photomultiplier Tube)인 것을 특징으로 하는 부유입자의 실시간 형광검출장치
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2 EP02679985 EP 유럽특허청(EPO) FAMILY
3 EP02679985 EP 유럽특허청(EPO) FAMILY

DOCDB 패밀리 정보

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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 EP2679985 EP 유럽특허청(EPO) DOCDBFAMILY
2 EP2679985 EP 유럽특허청(EPO) DOCDBFAMILY
3 EP2679985 EP 유럽특허청(EPO) DOCDBFAMILY
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