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순수 물방울과 접촉되는 각도가 150° 이상으로 형성되는 초소수성(superhydrophobic) 표면을 가지는 액체 접촉 기구와;상기 초소수성 표면에 접촉되는 액체의 접촉 각도 또는 접촉 위치를 측정하는 측정 모듈;을 포함하고,상기 초소수성 표면은 액체 접촉 기구의 표면으로부터 산화아연(ZnO)으로 이루어지는 복수개의 나노막대가 돌출되는 형태로 형성되며, 상기 나노막대 사이에는 공기가 채워지며,상기 복수개의 나노막대의 단부에는 스테아르 산이 코팅되고,상기 복수개의 나노막대와 액체 접촉 기구의 표면 사이에는 각 나노막대에 대응되는 위치 마다 나노막대가 성장할 수 있는 시드로 작용되는 산화아연 돌기가 형성되는 세제 농도 측정 장치
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제1항에 있어서,상기 산화아연 돌기는 ZnO(NO3)2, NH4Cl, 우레아 및 암모니아를 함유하는 수용액을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 장치
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 액체 접촉 기구는 세제 방울이 맺힐 수 있는 면적을 가지는 판 형태의 부재로 구성되고, 세제 농도 1~1000 ppm에서 세제 농도와 초소수성 표면 간의 접촉각 관계는 반대수 도표(semilog plot)상 선형적 관계에 있거나, 또는 내주면이 상기 초소수성 표면으로 형성되는 모세관과 상기 모세관 하부가 일정 높이까지 잠길 수 있는 용적을 가지는 수조와 상기 모세관이 상기 수조 내부에 직립될 수 있게 복수개의 홀이 형성되는 격자 형태의 지지 프레임으로 구성되고, 상기 모세관 내부를 타고 상승하는 서로 다른 세제 농도를 가지는 액체의 최종 높이 차이가 모세관 내주면에 초소수성 표면이 없는 경우의 높이 차이 보다 증가되며, 세제 농도 1~1000 ppm에서 세제 농도와 모세관 상승 높이 간의 관계는 반대수 도표(semilog plot)상 선형적 관계에 있는 세제 농도 측정 장치
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제3항에 있어서,상기 측정 모듈은 복수개가 액체 접촉 기구의 둘레를 따라 설치되는 카메라이며,상기 측정 모듈로부터 세제 방울이 액체 접촉 기구의 표면에 맺힌 형태의 영상을 수신하여 세제 방울과 액체 접촉 기구의 접촉 각도를 산출해 내는 연산 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 장치
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제4항에 있어서,상기 연산 모듈에는 복수개의 상기 측정 모듈로부터 얻은 각각의 영상 마다 산출된 전체의 상기 접촉 각도로부터 평균 접촉 각도를 산출하는 절차와, 미리 측정되어 저장된 세제 농도별 접촉 각도 데이터 중에서 상기 평균 접촉 각도와 동일한 접촉 각도가 형성되는 농도 데이터를 뽑아서 세제 농도를 결정하는 절차를 포함하는 알고리즘이 탑재되는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 장치
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제3항에 있어서,상기 측정 모듈은 모세관 내부를 따라 상승된 액체의 상단을 향하면서 각도가 가변 가능하게 배치되는 카메라와, 카메라의 각도를 실시간으로 산출하는 각도 센서 및, 카메라의 영상 중심이 정확하게 상기 액체의 상단에 일치될 수 있게 중심에 타겟 가늠자가 표시되는 모니터로 이루어져, 미리 측정된 카메라와 모세관 사이의 수평거리 및 상기 카메라의 각도 정보를 통하여 상기 액체의 상단 높이가 산출되는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 장치
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제1항의 세제 농도 측정 장치를 이용한 세제 농도 측정 방법으로서,상기 초소수성 표면에 액체를 접촉시킨 후에 상기 표면에 접촉되는 액체의 접촉 각도 또는 접촉 위치를 측정하는 단계를 포함하고,상기 측정하는 단계는 액체의 접촉 각도 또는 접촉 위치의 측정이 이루어지기 전에 액체 접촉 기구의 표면에 산화아연(ZnO)으로 이루어지는 복수개의 나노막대를 상기 표면으로부터 돌출되는 방향으로 성장시키는 단계를 포함하며,상기 측정하는 단계는 나노막대를 성장시키는 단계 이전에 복수개의 나노막대가 성장될 위치 각각에 미리 산화아연(ZnO)으로 이루어지는 돌기를 형성시키는 단계를 포함하고,상기 측정하는 단계는 나노막대를 성장시키는 단계 이후에 복수개의 나노막대의 단부에 스테아르 산을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 방법
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제7항에 있어서,상기 돌기는 ZnO(NO3)2, NH4Cl, 우레아 및 암모니아를 함유하는 수용액을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 방법
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제8항에 있어서,상기 액체 접촉 기구는 세제 방울이 맺힐 수 있는 면적을 가지는 판 형태의 부재이며,상기 측정하는 단계는 상기 나노막대 돌기를 형성시키는 단계 이후에 세제 농도를 측정하고자 하는 액체를 액체 접촉 기구의 표면에 방울 형태로 떨어트려, 액체 접촉 기구의 표면에서 농도를 측정하고자 하는 액체의 방울이 액체 접촉 기구의 표면과 이루는 접촉 각도를 측정함으로써 이루어지며,상기 측정 모듈은 액체 접촉 기구의 둘레를 따라 설치되는 복수개의 카메라이며,상기 접촉 각도를 측정하는 단계는, 접촉 각도의 측정은 적어도 3개의 카메라로 서로 다른 지점에서 접촉 각도의 측정 영상을 얻는 단계와,얻어진 측정 영상으로부터 접촉 각도의 평균 값을 산출하는 단계 및,접촉 각도의 평균 값으로부터 기 측정된 접촉 각도에 따른 세제 농도 데이터로부터 측정된 상기 접촉 각도의 평균 값에 매칭되는 세제 농도를 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 방법
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제8항에 있어서,상기 액체 접촉 기구는 모세관과, 모세관 하부가 일정 높이까지 잠길 수 있는 용적을 가지는 수조로 이루어지되, 상기 초소수성 표면은 상기 모세관의 내주면에 형성함으로써, 모세관 내부를 타고 상승하는 서로 다른 세제 농도를 가지는 액체의 최종 높이 차이가 모세관 내주면에 초소수성 표면이 없는 경우보다 증가되고,상기 측정 모듈은 모세관 내부를 따라 상승된 액체의 상단을 향하면서 각도가 가변 가능하게 배치되는 카메라와, 카메라의 각도를 실시간으로 산출하는 각도 센서 및, 카메라의 영상 중심이 정확하게 상기 액체의 상단에 일치될 수 있게 중심에 타겟 가늠자가 표시되는 모니터로 이루어짐으로써,상기 측정하는 단계는 카메라의 각도를 가변시켜서 모니터의 타겟 가늠자를 액체 상단에 일치시키는 단계와,모니터의 타겟 가늠자가 액체 상단에 일치된 상태에서 각도 센서로 카메라의 각도를 산출하는 단계 및,각도를 산출하는 단계에서 산출된 각도로 액체 상단의 높이와 카메라의 높이 차이를 액체 상단의 높이에 더함으로써 액체 상단의 높이를 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세제 농도 측정 방법
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