이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 CATER 부처명 기상청 연구사업명 기후변화감시, 예측및국가정책지원강화사업 연구과제명 한반도삼림생태계의이산화탄소수지의정량적평가 기여율 1/1 주관기관 ( 사 ) 대기환경모델링센터 연구기간 ~

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경림 설
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2014년01월03일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2013년12월26일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G01N 33/497 ( ) G01N 35/00 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2012 년 08 월 14 일 심사청구일자 (56) 선행기술조사문헌 2012 년 08 월 14 일 비특허 1-PTM48A PHOTOSYNTHESIS MONITOR USER GUIDE 2010 KR B1 US A JP A (73) 특허권자 사단법인대기환경모델링센터 서울특별시관악구관악로 1, 서울대학교연구공원창업보육센타 515( 봉천동산 4-2) (72) 발명자 주승진 서울특별시관악구관악로 168,C 동 1005 호 ( 봉천동, 대우디오슈페리움 2 단지 ) 박순웅 서울특별시강남구영동대로 210,8 동 1205 호 ( 대치동, 쌍용대치아파트 3 동 ) 박문수 경기도광명시디지털로 56, 113 동 806 호 ( 철산동, 철산래미안자이 ) (74) 대리인 최병길, 이익상전체청구항수 : 총 5 항심사관 : 박환수 (54) 발명의명칭식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치 (57) 요약 본발명은식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치에관한것으로서, 더욱상세하게는잎의호흡및광합성에의해잎주변의이산화탄소가농도가변화되는측정을장기간연속적으로이루어질수있도록하되잎이수용된챔버내의환경조건은늘자연상태가유지될수있도록하여식물의잎호흡및광합성에따른이산화탄소변화량에대한측정값의정확도를높인식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치에관한것이다. 이를위해, 식물의잎호흡및광합성량에따른공기를수집하여그공기에포함된이산화탄소의농도를측정하는이산화탄소농도측정장치로내보내는식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치에있어서, 지면으로부터측정하고자하는식물의나뭇잎높이까지설치된타워 ; 상기타워의상단부에설치되며, 상, 하방향으로관통된개구공이형성되되일측에는상기개구공과외부를통하게하는출입공이형성된챔버 ; 상기챔버의일측에설치되며, 동력을발생하는구동부 ; 상기챔버의개구공상부와하부를각각개폐하는한쌍의개폐도어 ; 상기구동부와개폐도어를연결하며, 구동부의동력에의해개폐도어로하여금개구공을개폐시키는링커 ; 상기챔버내의공기가이산화탄소농도측정장치로배출되는관로를제공하는공기배출튜브 ; 상기챔버내에설치되며, 챔버내로흡입력을발생하는공기순환펌프 ; 상기공기순환펌프를통해외기가챔버내로흡입되는관로를제공하는공기흡입튜브 : 를포함하여구성된식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치를제공한다. 대표도 - 도 3-1 -

2 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 CATER 부처명 기상청 연구사업명 기후변화감시, 예측및국가정책지원강화사업 연구과제명 한반도삼림생태계의이산화탄소수지의정량적평가 기여율 1/1 주관기관 ( 사 ) 대기환경모델링센터 연구기간 ~

3 특허청구의범위청구항 1 식물의잎호흡및광합성량에따른공기를수집하여그공기에포함된이산화탄소의농도를측정하는이산화탄소농도측정장치로내보내는식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치에있어서, 지면으로부터측정하고자하는식물의나뭇잎높이까지설치된타워 ; 상기타워의상단부에설치되며, 상, 하방향으로관통된개구공이형성되되일측에는상기개구공과외부를통하게하는출입공이형성된챔버 ; 상기챔버의일측에설치되며, 동력을발생하는구동부 ; 상기챔버의개구공상부와하부를각각개폐하는한쌍의개폐도어 ; 상기구동부와개폐도어를연결하며, 구동부의동력에의해개폐도어로하여금개구공을개폐시키는링커 ; 상기챔버내의공기가이산화탄소농도측정장치로배출되는관로를제공하는공기배출튜브 ; 상기챔버내에설치되며, 챔버내로흡입력을발생하는공기순환펌프 ; 상기공기순환펌프를통해외기가챔버내로흡입되는관로를제공하는공기흡입튜브 : 를포함하여구성된식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치. 청구항 2 제 1항에있어서, 상기챔버의내부에는출입공을통해투입된식물잎이놓여지기위한메쉬가더설치된것을특징으로하는식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치. 청구항 3 제 1항또는제 2항에있어서, 상기챔버의상부및하부각각의테두리에는씰링부재가더설치된것을특징으로하는식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치. 청구항 4 제 1항또는제 2항에있어서, 상기구동부는모터와, 모터의동력에의해개폐도어가열리는방향의수직방향으로회전되는회전축을포함하고, 상기링커는상기회전축에결합되되상방을향해결합된된회전부와, 상기회전부로부터개폐도어의상면을향해절곡된연장부와, 상기연장부의단부로부터개폐도어를향해재절곡되어상기개폐도어에결합된결합부로구성된것을특징으로하는식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치. 청구항 5 제 1항또는제 2항에있어서, 상기챔버및개폐도어는투명재질의원형으로이루어진것을특징으로하는식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치. 명세서 - 3 -

4 [0001] 기술분야본발명은식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치에관한것으로서, 더욱상세하게는식물의잎호흡및광합성을통해변화되는이산화탄소농도를관측자없이장기간동안연속적으로측정할수있도록한식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치에관한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] 배경기술녹색식물에의한대기권의탄소를생물권으로가져오는독립영양고정 (fixation) 과탄소를다시대기권으로돌려보내는호흡 (respiration) 사이의균형을정량적으로규명하는것이매우중요하다. 지구상에서의대부분호흡활동은토양및식물에서일어나는데, 토양호흡은유기잔류물의분해, 뿌리호흡및토양유기물 (soilorganic matter) 의느린분해에의한것이라할수있다. 그리고, 식물호흡은광합성에의해서저장된에너지를회수하고세포의생장과유지에사용되는탄소골격을얻기위해서탄수화물이나기타물질이산화되는일련의경로를말한다. 특히, 고등식물은정상적인대사를위해서산소를필요로하는산소성생물로서, 이들은생장과유지에필요한에너지와탄소를광합성산물을산화함으로써획득한다. 즉, 광합성은물과이산화탄소를원료로빛에너지를사용하여생명체가요구하는탄수화물을만들게되는데이탄수화물을생물체의생활에너지로전환하는과정을호흡이라하며, 이런호흡은세포의세포질과미토콘드리아에서일어나고있다. 한편, 식물은이산화탄소를흡수하고산소를내보내는광합성만을한다고생각하는경우가종종있지만, 실제로는식물도동물과마찬가지로하루 24시간내내호흡을한다. 식물도동물처럼호흡을통해양분을분해함으로써생활에필요한에너지를얻으며, 이과정에서산소를흡수하고이산화탄소를방출한다. 낮에식물이광합성을할때도호흡은일어나는데, 이때호흡과정에서생기는이산화탄소는광합성에바로사용되므로밖으로나오지않고또광합성의결과생성된산소를호흡에바로이용하기때문에산소가흡수되는것을확인할수없다. 즉, 낮에는광합성이호흡보다더활발하게일어나기때문에외관상이산화탄소가흡수되고산소가방출되므로낮에는호흡을하지않는것처럼보이지만, 실제적으로는낮에도식물들은호흡을하는것이다. 그리고, 밤에는광합성은일어나지않고호흡만일어나산소를흡수하고이산화탄소를내보내게되므로, 식물의호흡은쉽게확인된다. 물론낮이더라도빛을계속쬐지못하거나빛이약하면호흡이광합성보다우세해져이산화탄소를방출하게되므로식물의호흡은확인이가능하다. 한편, 식물에서광합성은엽록체를가진세포가있는녹색부위 ( 주로잎 ) 에서만일어나지만, 호흡은잎, 줄기, 뿌리, 꽃등을가리지않고식물체의모든살아있는세포에서일어난다. 이러한식물의호흡작용을통해, 식물로부터배출되는이산화탄소량을측정하여삼림전체의이산화탄소수지를정량적으로평가하는연구활동을수행하게된다. 식물의잎에대한호흡속도를측정하기위해서는잎이광합성작용을하면서흡수하는이산화탄소의농도가변화되는속도를통해잎의호흡속도를측정하게된다. 이를위해, 광합성측정장치가제공되며, 이러한광합성측정장치의대표적인예로는도 1에도시된 "LI-COR 사의 LI-6400XT" 가있다. 상기광합성측정장치는휴대용으로서, 나무의잎에대한광합성작용을측정하기위해서는광합성측정장치의본체에연결된리더기를나뭇잎에고정하여잎이광합성작용하는과정에서의이산화탄소농도를측정하게된다. 이때, 리더기는나뭇잎에클립과같은체결수단을이용해끼움결합되거나, 스카치테이프를이용해나뭇잎에접착된다

5 [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] 이후, 리더기를통해, 잎의광합성작용과정에서변화되는이산화탄소농도량을측정하여광합성측정장치의본체에전달함으로써잎의호흡속도를측정할수있게된다. 하지만, 상기와같은종래의식물잎에대한호흡속도측정방식은다음과같은문제가있었다. 첫째, 측정하고자하는나무의크기가작은경우에는상관없으나, 나무가크거나삼림에서높이가높은나무들의잎에대한광합성측정작업이필요한경우, 관측자는사다리등을이용해상기광합성측정장치를나뭇잎근처에까지들고올라가서측정을실시해야만했다. 이에따라, 측정작업에대한효율성이떨어질뿐만아니라, 도 1에도시된바와같은 30kg 정도의무게를갖는광합성측정장치를관측자가직접운반해야하므로관측자의피로도가증가되는문제가발생하였다. 둘째, 나뭇잎에대한광합성측정을장기간동안지속적으로수행하기어려운문제가있었다. 관측자가광합성측정장치를들고고소에서직접측정작업을수행해야하므로, 장기간동안지속적으로측정작업을수행하기에는한계가있었던것이다. 즉, 종래기술에따른나뭇잎에대한광합성측정작업은단기간또는 1회성측정작업에그치게되므로식물의잎에대한호흡속도를사계절동안장기적으로면밀히연구하기에는다소무리가있는것이사실이다. 셋째, 나뭇잎에결합된리더기가쉽게떨어질수있는문제가있었다. 즉, 스카치테이프나클립을이용해리더기를나뭇잎에고정시키는방법은견고한결합력을제공하기어려워측정에대한정확도를높이기어려웠던것이다. 선행기술문헌 [0028] 특허문헌 ( 특허문헌 0001) 대한민국등록번호 발명의내용 [0029] 해결하려는과제본발명은상기한문제점을해결하기위하여안출된것으로서, 본발명의목적은식물의잎이호흡및광합성작용을하는동안잎주변의공기를수집하여공기중에포함된이산화탄소의변화량측정을통해식물의잎호흡및광합성속도를측정하되, 잎주변의공기수집위치에대한환경조건이늘자연상태로유지될수있도록함으로써, 관측자없이도자연상태조건하에서의나뭇잎호흡속도측정이장기간동안연속적으로이루어질수있도록한식물의잎호흡및광합성량측정용공기수집챔버장치를제공하고자한것이다. [0030] [0031] 과제의해결수단본발명은상기한목적을달성하기위하여, 식물의잎호흡및광합성량에따른공기를수집하여그공기에포함된이산화탄소의농도를측정하는이산화탄소농도측정장치로내보내는식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치에있어서, 지면으로부터측정하고자하는식물의나뭇잎높이까지설치된타워 ; 상기타워의상단부에설치되며, 상, 하방향으로관통된개구공이형성되되일측에는상기개구공과외부를통하게하는출입공이형성된챔버 ; 상기챔버의일측에설치되며, 동력을발생하는구동부 ; 상기챔버의개구공상부와하부를각각개폐하는한쌍의개폐도어 ; 상기구동부와개폐도어를연결하며, 구동부의동력에의해개폐도어로하여금개구공을개폐시키는링커 ; 상기챔버내의공기가이산화탄소농도측정장치로배출되는관로를제공하는공기배출튜브 ; 상기챔버내에설치되며, 챔버내로흡입력을발생하는공기순환펌프 ; 상기공기순환펌프를통해외기가챔버내로흡입되는관로를제공하는공기흡입튜브 : 를포함하여구성된식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치를제공한다. 이때, 상기챔버의내부에는출입공을통해투입된식물잎이놓여지기위한메쉬가더설치된것이바람직하다

6 [0032] [0033] [0034] 또한, 상기챔버의상부및하부각각의테두리에는씰링부재가더설치된것이바람직하다. 또한, 상기구동부는모터와, 모터의동력에의해개폐도어가열리는방향의수직방향으로회전되는회전축을포함하고, 상기링커는상기회전축에결합되되상방을향해결합된된회전부와, 상기회전부로부터개폐도어의상면을향해절곡된연장부와, 상기연장부의단부로부터개폐도어를향해재절곡되어상기개폐도어에결합된결합부로구성된것이바람직하다. 또한, 상기챔버및개폐도어는투명재질의원형으로이루어진것이바람직하다. [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] 발명의효과본발명에따른식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치는다음과같은효과가있다. 첫째, 일정시간마다, 챔버내부에대한개폐가정기적으로이루어지므로챔버내의환경은늘자연상태를유지하게된다. 이에따라, 잎이광합성작용을하는동안에감소되는이산화탄소농도감소량측정에대한정확도를높일수있을뿐만아니라, 사계절기후변화에따른식물의잎주변의이산화탄소농도감소량을연속적으로측정할수있는효과가있다. 둘째, 구동부모터의정, 역회전에의해일정시간마다개폐도어가챔버의내부를상, 하방향으로자동으로개폐시킴으로써, 관측자는측정식물주변에상주할필요가없게된다. 이에따라, 장시간동안무인관측이가능하게되므로, 맨아워를줄일수있어측정식물의잎주변공기수집에대한효율성을높일수있다. [0040] 도면의간단한설명 도 1 은일반적인광합성측정장치를나타낸사시도 도 2는본발명의바람직한실시예에따른식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치와이산화탄소농도측정장치를나타낸구성도도 3은본발명의바람직한실시예에따른식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치의내부가개방된상태를나타낸사시도도 4는본발명의바람직한실시예에따른식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치의내부가폐쇄된상태를나타낸사시도도 5는본발명의바람직한실시예에따른식물의잎호흡및광합성량자동공기수집챔버장치의횡단면도도 6은본발명의바람직한실시예에따른식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치의측단면도도 7a 및도 7b는본발명의바람직한실시예에따른식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치의개폐도어가열리기전, 후를나타낸측면도. [0041] [0042] [0043] [0044] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 첨부된도 2 내지도 7b를참조하여본발명의바람직한실시예에따른식물의잎호흡및광합성량측정용자동공기수집챔버장치 ( 이하, ' 공기수집챔버장치 ' 라함 ) 에대하여설명하도록한다. 본발명은식물의잎주변의이산화탄소농도변화량을측정하여식물의잎호흡속도및광합성량을연구하고자한것이다. 이를위해, 식물의잎호흡속도측정시스템이제공되며, 상기식물의잎호흡속도측정시스템은잎주변의이산화탄소농도를측정하는이산화탄소농도측정장치와, 식물의잎주변의공기를수집하여이산화탄소농도측정장치로공기를보내는공기수집챔버장치로구성된다. 이중본발명은공기수집챔버장치에대한것으로서, 공기수집챔버장치를설명하기전상기이산화탄소농도측정장치에대해서간략하게살펴보도록한다

7 [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] [0066] [0067] [0068] 이산화탄소농도측정장치는도 2에도시된바와같이, 공기수집챔버장치에서수집된공기를흡입하는에어펌프와, 흡입한공기의일부만샘플링하는가스샘플러와, 샘플링된공기의양을측정하는가스유량계와, 공기의이물질을걸러주는공기필터와, 샘플링된공기의이산화탄소농도를측정하는적외선분석기와, 샘플링된공기의이산화탄소농도를일정시간마다저장하고, 측정시스템전체를제어하는제어장치로구성된다. 한편, 공기수집챔버장치는나무의잎주변의공기를수집하여이산화탄소농도측정장치로보내는역할을하며, 도 3 및도 4에도시된바와같이, 챔버 (100) 와, 구동부 (200) 와, 개폐도어 (300) 와, 링커 (400) 와, 공기배출튜브 (500) 와, 공기순환펌프 (600) 와, 공기흡입튜브 (700) 와, 혼합팬 (800) 을포함하여구성된다. 챔버 (100) 는나무의잎주변의공기를수집하기위한공간을형성하며, 나무의잎이배치될수있도록공간을형성한다. 이때, 챔버 (100) 는상부와하부를관통하는개구공 (110) 이형성된원통형으로이루어짐이바람직하다. 개구공 (110) 은외기가챔버 (100) 내로통하도록하여챔버 (100) 내의상태가늘자연상태로유지되도록하는역할을한다. 이때, 개구공 (110) 은챔버 (100) 의상측과하측에각각형성되어상기챔버 (100) 에한쌍으로제공됨이바람직하다. 즉, 챔버 (100) 는상, 하방향이관통된원기둥형태로이루어지는것이다. 그리고, 상기챔버 (100) 중개구공 (110) 의둘레에는씰링부재 (120) 가설치됨이바람직하다. 이는, 후술하는개폐도어 (300) 가개구공 (110) 을차폐하였을때, 챔버 (100) 내의공간이효과적으로밀폐될수있도록하기위함이다. 그리고, 챔버 (100) 의일측에는챔버 (100) 의공간과통하는출입공 (130) 이형성된다. 상기출입공 (130) 은나뭇잎이챔버 (100) 의공간으로투입되는통로이다. 그리고, 챔버 (100) 의재질은투명아크릴로이루어짐이바람직하다. 이는, 관측자가챔버 (100) 내의상태를용이하게확인함과더불어, 잎으로전해지는햇빛의차단을방지하여챔버 (100) 내의상태를자연상태로유지하기위함이다. 한편, 챔버 (100) 의내부에는도 3에도시된바와같이메쉬 (140) 가더설치됨이바람직하다. 이는, 나뭇잎이챔버 (100) 내에수용되는과정에서하방으로처지지않도록지지하기위함이다. 즉, 나뭇잎이챔버 (100) 내에수용된후자중에의해하방으로처지게되면, 개페도어 (300) 가챔버 (100) 내를폐쇄하는과정에서나뭇잎이챔버 (100) 와개폐도어 (300) 사이에끼어상기나뭇잎에손상을줄수있을것이다. 이에따라, 상기와같이나뭇잎의손상이발생되지않도록하여잎호흡및광합성량에대한정확한측정이이루어질수있도록메쉬 (140) 가더설치되는것이다. 상기메쉬 (140) 의재질은온도변화에다소덜민감한합성수지임이바람직하다. 이는, 잎에맞닿아있는메쉬 (140) 의온도변화로인해잎호흡속도측정의정확도가떨어질수있는것을방지하기위함이다. 다음으로, 구동부 (200) 는동력을발생하여후술하는링커 (400) 로하여금개폐도어 (300) 를들어올리거나내려챔버 (100) 의개구공 (110) 을상부와하부에서각각개폐시키는역할을한다. 구동부 (200) 는챔버 (100) 의외측면에설치되며, 한쌍의개폐도어 (300) 를각각컨트롤할수있도록구동부 (200) 역시한쌍으로제공됨이바람직하다. 구동부 (200) 는모터 (210) 와, 회전축 (220) 을포함한다. 이때, 구동부 (200) 는챔버 (100) 의높이방향으로설치되며, 구동부 (200) 에설치된각각의회전축 (220) 은측방을향하도록설치된다. 즉, 회전축 (220) 은모터 (210) 의동력에의해회전되면서상기개폐도어 (300) 를상, 하방향으로구동시키기위한것으로서, 개폐도어 (300) 의상, 하움직임에대하여수직한방향으로회전되도록설치된것이다

8 [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] [0085] [0086] [0087] [0088] [0089] [0090] [0091] [0092] [0093] 다음으로, 개폐도어 (300) 는챔버 (100) 의상부와하부에각각형성된개구공 (110) 을개폐시키는역할을하며, 챔버 (100) 의개구공 (110) 에대응될수있도록원형으로이루어진다. 이때, 개폐도어 (300) 의재질역시챔버 (100) 와동일한이유로투명아크릴로이루어짐이바람직하다. 다음으로, 링커 (400) 는구동부 (200) 의동력을전달받아개폐도어 (300) 를개폐시키는역할을하며, 각개폐도어 (300) 에한개씩한쌍으로제공된다. 링커 (400) 는구동부 (200) 의회전축 (220) 과개폐도어 (300) 사이에연결되어설치된다. 링커 (400) 는도 3 및도 4에도시된바와같이, 회전축 (220) 에결합되어상방및하방을향해각각형성된회전부 (410) 와, 상기회전부 (410) 로부터절곡되어개폐도어 (300) 까지연장된연장부 (420) 와, 상기연장부 (420) 의단부로부터절곡되어개폐도어 (300) 에결합된결합부 (430) 로구성된다. 다음으로, 공기배출튜브 (500) 는챔버 (100) 내의공기가이산화탄소농도측정장치로빠져나가는관로역할을하며, 챔버 (100) 내에설치된메쉬 (140) 의상방에설치됨이바람직하다. 공기배출튜브 (500) 는챔버 (100) 의내측면을따라설치되며, 나뭇잎을향한부분에는챔버 (100) 내의공기가빠져나가기위한복수의배출공 (510) 이형성된다. 이때, 챔버 (100) 의내부로부터공기가빠져나는힘은이산화탄소농도측정장치에설치된에어펌프에의해발생된다. 즉, 에어펌프는공기배출튜브 (500) 를통해챔버 (100) 내의공기를빨아들여가스샘플러로보내는것이다. 그리고, 공기배출튜브 (500) 는챔버 (100) 를관통해이산화탄소농도측정장치의가스샘플러에연결된다. 다음으로, 공기순환펌프 (600) 는나무의잎호흡을위해챔버 (100) 내로공기를흡입시키는흡입력을발생하며, 챔버 (100) 의내부에설치된다. 이때, 공기순환펌프 (600) 는챔버 (100) 의하부에설치됨이바람직하다. 이는, 챔버 (100) 의상부에배치된공기배출튜브 (500) 와의공기유로에간섭되지않도록하기위함이다. 다음으로, 공기흡입튜브 (700) 는공기순환펌프 (600) 에의해흡입된공기가챔버 (100) 내로유입되기위한관로이다. 공기흡입튜브 (700) 는챔버 (100) 내에설치된메쉬 (140) 의하방에설치된다. 공기흡입튜브 (700) 는챔버의내측면을따라설치되며, 잎을향한부분에는공기가챔버 (100) 내로흡입되기위한복수의흡입공 (710) 이형성된다. 다음으로, 혼합팬 (800) 은공기흡입튜브 (700) 를통해챔버 (100) 내로흡입된공기를챔버 (100) 내에서골고루순환되도록하여챔버 (100) 내에배치된나무의줄기호흡을원활하게하고, 챔버 (100) 의하부로흡입된공기가챔버 (100) 의상부에설치된공기배출튜브 (500) 를통해원활하게배출되도록하는역할을한다. 이때, 혼합팬 (800) 은챔버 (100) 의하부에설치되되, 공기순환펌프 (600) 의반대측에설치됨이바람직하다. 한편, 도시되지는않았으나, 나무의잎호흡속도및광합성량에대한측정의정확도를높이기위하여상기챔버 (100) 의외부에는자연광상태를측정하는광센서가설치되고, 챔버 (100) 의내부에는온도계가더설치됨이바람직하다. 즉, 자연상태의환경조건과잎호흡속도간에상관관계를더욱세밀하고면밀하게연구할수있도록하기위한것이다. 이하, 상기한구성으로이루어진공기수집챔버장치의결합및작용에대하여설명하도록한다. 나무의높이에대응되는타워 ( 미도시 ) 가제공되며, 타워는지면에설치된다. 다음으로, 상기타워의상단부에공기수집챔버장치를고정시킨다. 이때, 챔버 (100) 의내부는개방된상태로유지시킨다. 이후, 나뭇잎을챔버 (100) 의출입공 (130) 을통해챔버 (100) 내로투입시킨다

9 [0094] [0095] [0096] [0097] [0098] [0099] [0100] [0101] 이때, 복수의나뭇잎은도 5 및도 6에도시된바와같이, 메쉬 (140) 에안착이된다. 이후, 공기배출튜브 (500) 는가스샘플러에연결되고, 공기흡입튜브 (700) 는적외선분석기에연결된다. 이와같이나뭇잎에공기수집챔버장치의결합이완료되면, 이산화탄소농도측정장치의제어장치를통해개폐도어 (300) 로하여금챔버 (100) 의내부를폐쇄시킨다. 즉, 개폐도어 (300) 는구동부 (200) 의작동을통한링커 (400) 에의해유동되면서챔버 (100) 의개구공 (110) 을폐쇄시키는것이다. 한편, 나뭇잎이통과된출입공 (130) 은기밀이유지되지못한상태가되는데, 챔버 (100) 내의기밀유지를위하여출입공 (130) 의틈새는무독성실리콘등을이용해밀폐시킨다. 이후, 제어장치를통해에어펌프및공기순환펌프그리고혼합팬을가동시켜나뭇잎주변의이산화탄소변화량측정을실시한다. 이때, 공기순환펌프 (600) 에의해공기는공기흡입튜브 (700) 의흡입공 (710) 을통해챔버 (100) 내로유입이되고, 챔버 (100) 내로유입된공기는혼합팬 (800) 에의해공기배출튜브 (500) 측으로이동된다. 이때, 에어펌프에의해챔버 (100) 내의공기는공기배출튜브 (500) 의배출공 (510) 을통해빨려들어가는데, 이때, 공기의양은대략 5 lmin -1 이다. [0102] [0103] [0104] [0105] [0106] [0107] [0108] [0109] [0110] [0111] [0112] [0113] [0114] [0115] 이후공기는가스샘플러를통해가스유량계및공기필터를거친후, 0.7 lmin -1 의유량의공기만이샘플링되어적외선분석기에의해이산화탄소의농도가측정된다. 이때, 적외선분석기는 1초마다샘플링된공기의이산화탄소농도를측정하고, 10초간격으로측정된평균값을제어장치에저장시킨다. 이후, 이산화탄소농도측정을마친샘플링된공기와샘플링되지못한나머지공기는다시합해진상태로공기흡입튜브 (700) 를통해챔버 (100) 내로유입된다. 이와같은일련의공기흐름을통해나무의잎호흡및광합성에의해변화되는이산화탄소의농도를측정하게된다. 이때, 이산화탄소농도가증가되는속도를분석하여나무의잎호흡속도를측정하며, 이산화탄소농도가감소되는속도를분석하여나무의잎광합성량을측정하게된다. 한편, 개폐도어 (300) 에의해챔버 (100) 의내부가밀폐된상태로유지되는시간즉, 이산화탄소농도에대한측정이이루어지는시간은 120초임이바람직하다. 이는, 챔버 (100) 의내부가밀폐된상태로 120초가넘으면나뭇잎이호흡하는과정에서챔버내부에습기가차게됨에따라나뭇잎의호흡이정상적으로이루어지지못하게된다. 이에따라, 챔버내의이산화탄소변화량측정이정확하게이루어지지못하게되므로식물의잎호흡속도를정확하게측정하기어렵게된다. 따라서, 챔버 (100) 의밀폐된상태를 120초동안만유지시킨상태에서챔버내의이산화탄소변화량을측정하게되며, 120초가지나면개폐도어 (300) 는구동부 (200) 에의해자동으로열리게된다. 이때, 구동부 (200) 의회전축 (220) 이회전됨에따라링커 (400) 의회전부 (410) 가회전을하게되고, 회전부 (410) 와일체로형성된연장부 (420) 가결합부 (430) 를연동시키게되므로결합부 (430) 에연결된개폐도어 (300) 가열리게되는것이다. 이후, 개폐도어 (300) 가열리면, 챔버 (100) 의내부는환기되면서다시자연상태가된다. 이후, 챔버 (100) 의내부가환기되어자연상태로이루어지면, 개폐도어 (300) 는다시챔버 (100) 의개구공 (110) 을폐쇄하여챔버 (100) 의내부를밀폐시키게되며, 챔버 (100) 의내부가밀폐됨과동시에전술한일련의공기흐름이다시시작된다. 이때, 개폐도어 (300) 가챔버 (100) 의내부를개폐하는시간은대략 105초임이바람직하다. 즉, 챔버 (100) 의내부가자연상태로바뀌는시간은 105초정도이면충분한것이다

10 [0116] [0117] [0118] [0119] [0120] 한편, 개폐도어 (300) 에의해챔버 (100) 의내부가밀폐되고개방되는시간조절은이산화탄소농도측정장치에설치된제어장치를통해조절이가능하다. 즉, 상기제어장치를통해구동부 (200) 의모터 (210) 회전속도를제어함으로써, 챔버 (100) 에대한개폐도어 (30 0) 의개폐시간을조절할수있는것이다. 지금까지설명한바와같이본발명에따른식물의잎호흡및광합성량측정용공기수집챔버장치는잎을수용하는챔버의내부를자동으로개폐할수있도록한기술적특징이있다. 이에따라, 이산화탄소농도변화량을측정을하기위한챔버의내부환경은늘자연상태로유지될수있기때문에나무잎의호흡및광합성량측정에대한정확도를높일수있다. 또한, 개폐도어의개폐동작이자동으로이루어짐에따라, 야외에서관측자없이무인상태로사계절및연간장기적인연속측정이가능해지므로측정작업의효율성을높일수있다. [0121] 부호의설명 100 : 챔버 110 : 개구공 120 : 씰링부재 130 : 출입공 140 : 메쉬 200 : 구동부 210 : 모터 220 : 회전축 300 : 개폐도어 400 : 링커 410 : 회전부 420 : 연장부 430 : 결합부 500 : 공기배출튜브 510 : 배출공 600 : 공기순환펌프 700 : 공기흡입튜브 710 : 흡입공 800 : 혼합팬 T : 타워 도면 도면

11 도면 2 도면

12 도면 4 도면 5 도면

13 도면 7a 도면 7b

특허청구의 범위 청구항 1 복수개의 프리캐스트 콘크리트 부재(1)를 서로 결합하여 연속화시키는 구조로서, 삽입공이 형성되어 있고 상기 삽입공 내면에는 나사부가 형성되어 있는 너트형 고정부재(10)가, 상기 프리캐스 트 콘크리트 부재(1) 내에 내장되도록 배치되는 내부

특허청구의 범위 청구항 1 복수개의 프리캐스트 콘크리트 부재(1)를 서로 결합하여 연속화시키는 구조로서, 삽입공이 형성되어 있고 상기 삽입공 내면에는 나사부가 형성되어 있는 너트형 고정부재(10)가, 상기 프리캐스 트 콘크리트 부재(1) 내에 내장되도록 배치되는 내부 (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) (51) 국제특허분류(Int. Cl.) E01D 19/12 (2006.01) E01D 2/00 (2006.01) E01D 21/00 (2006.01) (21) 출원번호 10-2011-0036938 (22) 출원일자 2011년04월20일 심사청구일자 2011년04월20일 (65) 공개번호 10-2012-0119156