(19) 대한민국특허청(KR) (12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2016-0095679 (43) 공개일자 2016년08월12일 (51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G01N 11/12 (2006.01) G01P 3/66 (2006.01) G01P 3/68 (2006.01)
(52) CPC특허분류
G01N 11/12 (2013.01) G01P 3/66 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2015-0016696 (22) 출원일자 2015년02월03일 심사청구일자 없음
(71) 출원인
한국전자통신연구원
대전광역시 유성구 가정로 218 (가정동) 한국 한의학 연구원
대전광역시 유성구 유성대로 1672 (전민동) (72) 발명자
김완중
대전광역시 유성구 가정로 63 108동 503호 (신성 동,럭키하나아파트)
이명수
대전광역시 유성구 전민로 71 103동 102호 (전민 동,삼성푸른아파트)
(뒷면에 계속) (74) 대리인
특허법인 고려 전체 청구항 수 : 총 13 항
(54) 발명의 명칭 휴대용 점도 측정장치 및 점도 측정용 모세관 제조 방법
(57) 요 약
본 발명은 몸체부 및 상기 몸체부 일 측에 배치된 측정부를 포함하는 휴대용 점도 측정장치를 제공한다. 상기 측 정부는 상기 측정부에 탈착이 가능한 모세관 및 상기 모세관에 인접하여 상하로 이격되어 배치되는 제 1 센서 및 제 2 센서를 포함하고, 상기 모세관은 그의 내부에 비드를 포함한다. 상기 비드는 상기 모세관 내부의 표면에 측 정대상 용액에 용해될 수 있는 고정용 화합물로 고정될 수 있다.
대 표 도
- 도1(52) CPC특허분류
G01P 3/68 (2013.01) (72) 발명자
정문연
대전 유성구 엑스포로339번길 320, 사이언스빌 7동 302호
이대식
대전광역시 유성구 가정로 63 106동 1101호 (신성 동,럭키하나아파트)
이주아
대전광역시 유성구 장대로71번길 34 102동 1002호 (장대동,장대푸르지오아파트)
이호영
대전 서구 주공 아파트 208-606호
명 세 서 청구범위
청구항 1 몸체부; 및상기 몸체부 일 측에 배치된 측정부를 포함하고, 상기 측정부는:
상기 측정부에 탈착이 가능한 모세관; 및
상기 모세관에 인접하여 배치되는 제 1 센서 및 제 2 센서를 포함하고, 상기 모세관은 그의 내부에 비드를 포함하는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 모세관은 0.9 내지 1.1mm의 내경을 갖는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 3
제 1 항에 있어서,
상기 비드는 0.8mm의 직경을 갖는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 4
제 1 항에 있어서,
상기 비드는 구형 금속인 휴대용 점도 측정장치.
청구항 5
제 4 항에 있어서,
상기 비드는 자성체인 휴대용 점도 측정장치.
청구항 6
제 1 항에 있어서,
상기 비드는 상기 모세관 내부의 표면에 고정용 화합물로 고정되는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 7
제 6 항에 있어서,
상기 고정용 화합물은 측정대상 용액에 용해되는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 8
제 7 항에 있어서,
상기 고정용 화합물은 우혈청 알부민, 수산화나트륨, 염화나트륨, 구연산나트륨, 아세트산나트륨, 인산칼륨, 질 산칼륨, 글루코스, 및 락토스 일수화물을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 휴대용 점도 측 정장치.
청구항 9
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 포토 인터럽터 또는 자기장 센서를 포함하는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 10 제 1 항에 있어서,
상기 몸체부는 디스플레이 및, 제어부를 포함하는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 11 제 1 항에 있어서,
거치대를 더 포함하는 휴대용 점도 측정장치.
청구항 12
제 11 항에 있어서,
상기 거치대는 지평면에 대한 수직선으로부터 기울어진 각도의 조절이 가능한 휴대용 점도 측정장치.
청구항 13
모세관 내의 상단에 고정용 화합물을 주입하는 것;
상기 고정용 화합물 내에 비드를 위치시키는 것; 및
상기 모세관을 냉동 건조 과정을 거치는 것을 포함하는 점도 측정용 모세관 제조 방법.
발명의 설명 기 술 분 야
본 발명은 휴대용 점도 측정장치 및 점도 측정용 모세관 제조 방법 에 관련된 것이다.
[0001]
배 경 기 술
점도는 유체의 유동적 성질을 지배하는 중요한 물리량이다. 점도의 측정 대상은 사실상 액체 및 고형물을 함유 [0002]
하는 액상 물질이다. 점도계는 식품, 약품, 석유제품, 도료, 잉크 또는 각종 폴리머 분야에서 많이 사용되고 있 다.
점도는 유체 흐름의 어려움의 크기를 나타내는 양이다. 흐름의 각 지점에서 유체의 속도가 다를 경우, 분자끼리 [0003]
의 충돌이나 분자간의 상호작용에 의해 운동량의 흐름이 빠른 부분에서 느린 부분으로 이동하여 속도가 같아지 고자 한다. 이 에너지 손실을 수반하는 과정이 점성이다. 층상으로 되어 흐르고 있는 유체에서는, 유체의 층간 및 유체의 층과 여기에 접하는 벽과의 사이에 힘을 점성력이라 한다. 이 점성력과 유체 내의 속도 구배의 비를 점도라고 정의한다.
혈액의 성분에 따라 변화할 수 있는 혈액의 점도는 혈관계 질환의 중요 인자이다. 현대인들의 식습관 변화에 따 [0004]
라 혈관계 질환이 증가하고 있다. 이에 따라, 혈액 점도 측정에 관한 관심이 증가하고 있고, 개인이 간편하게 사용할 수 있는 휴대용 혈액 점도 측정장치가 주목을 받고 있다.
발명의 내용 해결하려는 과제
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휴대용으로서 구조가 간단하고, 정밀하게 점도를 측정할 수 있는 휴대용 점 [0005]
도 측정장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 휴대용 점도 측정장치에 사용되는 모세관의 제조방법을 제공하는 [0006]
데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 [0007]
아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
과제의 해결 수단
상술한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치는 몸체부 및 상기 몸체 [0008]
부 일 측에 배치된 측정부를 제공한다. 상기 측정부는 상기 측정부에 탈착이 가능한 모세관 및 상기 모세관에 인접하여 배치되는 제 1 센서 및 제 2 센서를 포함하고, 상기 모세관은 그의 내부에 비드를 포함한다.
일 예로, 상기 모세관은 0.9 내지 1.1밀리미터의 내경을 가질 수 있다.
[0009]
일 예로, 상기 비드는 0.8밀리미터의 직경을 가질 수 있다. 상기 비드는 구형 금속일 수 있다. 상기 비드는 자 [0010]
성체일 수 있다.
일 예로, 상기 비드는 상기 모세관 내부의 표면에 고정용 화합물로 고정될 수 있다. 상기 고정용 화합물은 측정 [0011]
대상 용액에 용해될 수 있다. 상기 고정용 화합물은 우혈청 알부민, 수산화나트륨, 염화나트륨, 구연산나트륨, 아세트산나트륨, 인산칼륨, 질산칼륨, 글루코스, 및 락토스 일수화물을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하 나를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 포토 인터럽터 또는 자기장 센서일 수 있다.
[0012]
일 예로, 상기 몸체부는 디스플레이 또는 제어부를 포함할 수 있다.
[0013]
일 예로, 상기 휴대용 점도 측정장치는 거치대를 더 포함할 수 있다. 상기 거치대는 수평면에 대한 각도를 조절 [0014]
할 수 있다.
상술한 기술적 과제들을 해결하기 위해 모세관 내의 상단에 고정용 화합물을 주입하는 것, 상기 고정용 화합물 [0015]
내에 비드를 위치시키는 것, 및 상기 모세관을 냉동 건조 과정을 거치는 것을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따 른 휴대용 점도 측정장치의 점도 측정용 모세관 제조 방법을 제공한다.
발명의 효과
본 발명의 실시 예에 따른 교체 가능한 모세관을 사용하여 휴대용 점도 측정장치의 구조를 간소화할 수 있고, [0016]
사용의 간편화에 기여한다. 또한, 다양한 용액에서의 사용이 가능하여 범용성을 확보할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치의 개략도들이다.
[0017]
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치의 개념도이다
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치의 단면도들이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 점도 측정용 모세관의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치의 구동원리를 나타내는 단면도들이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설 [0018]
명한다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시 예의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발 명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 개념이 어떤 적합한 환경에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명 [0019]
세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다 (comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 어떤 면(또는 층)이 다른 면(또는 층) 또는 기판상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 면(또 [0020]
는 층) 또는 기판상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 면(또는 층)이 개재될 수도 있다.
본 명세서의 다양한 실시 예에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어가 다양한 영역, 면들(또는 층들) 등을 기술하기 [0021]
위해서 사용되었지만, 이들 영역, 면들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 면(또는 층)을 다른 영역 또는 면(또는 층)과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기 에 설명되고 예시되는 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번 호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예는 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설 [0022]
명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예 는 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시 된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 [0023]
자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
[0024]
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치(10)의 개략도들이다. 도 3은 본 발명의 실시 [0025]
예에 따른 휴대용 점도 측정장치(10)의 개념도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측 정장치(10)의 단면도들이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치(10)는 측정부(100) 및 몸체부 [0026]
(200)를 포함할 수 있다.
측정부(100)는 몸체부(200)의 일 측에 제공될 수 있다. 측정부(100)는 모세관(112), 제 1 센서(122) 또는 제 2 [0027]
센서(124)를 포함할 수 있다.
모세관(112)은 측정부(100) 내에 제공될 수 있다. 모세관(112)은 측정부(100)에 탈착될 수 있다. 모세관(100)은 [0028]
0.9 내지 1.1밀리미터의 내경을 가질 수 있다. 모세관(100)은 1.0 내지 2.0밀리미터의 외경을 가질 수 있다. 모 세관(112)은 유리일 수 있다. 모세관(112)은 그의 내부에 비드(114)를 포함할 수 있다.
비드(114)는 구체일 수 있다. 예를 들어, 비드(114)는 구형 금속일 수 있다. 이와는 달리, 비드(114)는 구형 자 [0029]
성체일 수 있다. 비드(114)는 모세관(112)의 내경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 비드(114)는 0.8 밀리미터의 직경을 가질 수 있다. 비드(114)는 모세관(112) 내에 고정될 수 있다. 예를 들어, 비드(114)는 모세 관(112)과 고정용 화합물(116)을 이용하여 모세관(112) 내에 고정될 수 있다. 고정용 화합물(116)은 측정대상 용액(400)에 녹을 수 있다. 예를 들어, 측정대상 용액(400)이 혈액인 경우, 고정용 화합물(116)은 우혈청 알부 민(bovine serum albumin), 수산화나트륨(sodium hydroxide), 염화나트륨(sodium chloride), 구연산나트륨 (sodium citrate), 아세트산나트륨(sodium acetate), 인산칼륨(potassium phosphate), 질산칼륨(potassium nitrate), 글루코스(glucose), 및 락토스 일수화물(lactose monohydrate)을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어 도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)는 모세관(112)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 1 센서(122) 및 제 2 센서 [0030]
(124)는 이격되어 배치될 수 있다. 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)는 모세관(112) 내의 비드(114)를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)는 포토 인터럽터(photo interrupter)일 수 있다. 즉, 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124) 각각은 서로 마주보는 광 송신부 및 광 수신부를 가질 수 있다. 광 송신부로 부터 광 수신부로 향하는 빛이 비드(114)에 의하여 차단되는 것에 의하여, 비드(114)의 움직임이 검출될 수 있 다. 비드(114)가 구형 자성체일 경우 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)는 자기장 센서일 수 있다. 예를 들어, 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)는 코일일 수 있다. 즉, 구형 자성체의 움직임에 의해 발생하는 전류의 변화 로부터, 비드(114)의 움직임이 검출될 수 있다.
몸체부(200)는 제어부(201), 디스플레이(210), 및 버튼들(220)을 포함할 수 있다. 제어부(201)는 제 1 센서 [0031]
(122) 및 제 2 센서(124)로부터 신호를 받아 비드(114)의 속도를 계산할 수 있다. 제어부(201)는 다음의 식을
이용하여 측정대상 용액(400)의 점도를 계산할 수 있다.
[0032]
(vTS=종말침강속도, ρp=비드의 밀도, ρf=유체의 밀도, g=중력가속도, d=비드의 직경, μ=유체의 점도) [0033]
디스플레이(210)는 측정된 점도를 표시할 수 있다.
[0034]
휴대용 점도 측정장치(10)는 전원부(230)를 더 포함할 수 있다.
[0035]
휴대용 점도 측정장치(10)을 거치할 수 있는 거치대(300)가 제공될 수 있다. 거치대(300)는 측정부(100) 및 몸 [0036]
체부(200)를 포함하는 휴대용 점도 측정장치(10)를 거치할 수 있다. 거치대(300)는 지평면에 대한 수직선(L)으 로부터 기울여진 각도(θ)를 조절할 수 있다. 예를 들어, 거치대(300)에 거치된 휴대용 점도 측정장치(10)는 10 내지 90°의 범위에서 조절될 수 있다. 휴대용 점도 측정장치(10)의 각도(θ)는 제어부(201)의 점도계산에 반영 될 수 있다. 측정대상 용액(400)의 점도 범위에 따라 각도(θ)를 조절하여 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정대 상 용액(400)이 혈액일 경우, 휴대용 점도 측정장치(10)를 20 내지 30°의 각도(θ)로 회전하여 측정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치의 모세관(112)은 다음에 따라 제조될 수 있다. 도 6 내지 도 8 [0037]
은 본 발명의 실시 예에 따른 점도 측정용 모세관의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 6를 참조하여, 모세관(112)이 제공된다. 모세관(100)은 0.9 내지 1.1밀리미터의 내경을 가질 수 있다. 모세 [0038]
관(100)은 1.0 내지 2.0밀리미터의 외경을 가질 수 있다. 모세관(112)은 유리일 수 있다.
도 7을 참조하여, 모세관(112) 내의 일 측에 고정용 화합물(116)을 주입한다. 고정용 화합물(116)은 측정대상 [0039]
용액(400)에 잘 녹을 수 있다. 예를 들어, 측정대상 용액(400)이 혈액인 경우, 고정용 화합물(116)은 우혈청 알 부민(bovine serum albumin), 수산화나트륨(sodium hydroxide), 염화나트륨(sodium chloride), 구연산나트륨 (sodium citrate), 아세트산나트륨(sodium acetate), 인산칼륨(potassium phosphate), 질산칼륨(potassium nitrate), 글루코스(glucose), 및 락토스 일수화물(lactose monohydrate)을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어 도 하나를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하여, 고정용 화합물(116) 내에 비드(114)를 배치한다. 비드(114)는 구체일 수 있다. 예를 들어, 비 [0040]
드(114)는 구형 금속일 수 있다. 이와는 달리, 비드(114)는 구형 자성체일 수 있다. 비드(114)는 모세관(112)의 내경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 비드(114)는 0.8밀리미터의 직경을 가질 수 있다. 비드(114) 및 고정용 화합물(116)을 포함하는 모세관(112)을 동결 건조할 수 있다. 예를 들어, 고정용 화합물(116)이 우혈 청 알부민(bovine serum albumin)일 경우, 모세관(112)은 -40℃에서 1 시간 냉각될 수 있다. 예를 들어, 고정 용 화합물(116)이 우혈청 알부민일 경우, 모세관(112)은 -40℃에서 3 시간 건조될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치(10)의 구동원리는 다음에 따라 설명될 수 있다. 도 9 내지 도 [0041]
11은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정장치(10)의 구동원리를 나타내는 단면도들이다.
도 9을 참조하여, 측정대상 용액(400)이 모세관(112) 내의 비드(114)와 대향하는 방향에서 흡인된다. 예를 [0042]
들어, 측정대상 용액(400)이 모세관 현상에 의해 모세관(112) 내에 인입할 수 있다. 측정대상 용액(400)이 모세 관(112) 상부의 고정용 화합물(116)과 접촉할 수 있다.
도 10 내지 도 11을 참조하여, 고정용 화합물(116)은 측정대상 용액(400)에 용해될 수 있다. 고정용 화합물 [0043]
(116)이 용해되면 비드(114)가 자유 낙하할 수 있다. 낙하하는 비드(114)는 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124) 의 감지범위를 통과할 수 있다. 예를 들어, 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)가 포토 인터럽터(photo interrupter) 일 경우, 비드(114)가 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124) 사이의 거리를 통과한 시간이 측정된다. 즉, 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124) 각각의 광 송신부로부터 광 수신부로 향하는 빛이 비드(114) 에 의하여 차단되는 것에 의하여, 비드(114)의 움직임이 검출될 수 있다. 이로 인해, 비드(114)의 침전속도를 계산할 수 있다. 이와는 다르게, 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)가 자기장 센서이고 비드(114)가 자성체일
경우, 비드(114)의 침전에 따라 변하는 자기장에 의해 생기는 유도 기전력을 통해 비드(114)의 침전속도를 계산 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 센서(122) 및 제 2 센서(124)는 코일일 수 있다. 즉, 비드(114)의 움직임에 의해 발생하는 전류의 변화로부터, 비드(114)의 움직임이 검출될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지 [0044]
식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한 정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
부호의 설명
100: 측정부 200: 몸체부 [0045]
300: 거치대 400: 측적대상 용액 112: 모세관 114: 비드
116: 고정용 화합물 122: 제 1 센서 124: 제 2 센서 201: 제어부 210: 디스플레이 220: 버튼 230: 전원부 θ: 각도 L: 지평선에 대한 수직선
