더웨이브톡은
혁신적인 광학 시스템과 분석을 통해
물의 디지털화를 실현합니다.
01 신호 증폭 기술
혼돈 산란을 활용한
광경로의 길이의 증폭
더웨이브톡은 샘플을 통과하는 레이저의 광경로 길이를 증폭하는 CSMS™(Chaotic Scattering Material and Structure)를 개발했습니다. 결과적으로, 증폭된 광경로는 레이저가 샘플 내의 전체 영역을 커버 하도록 하여, 낮은 농도의 이물질에서도 빛의 산란을 일으켜 높은 정확도와 정밀도로 이물질을 탐지할 수 있습니다.
빛이 지나는 영역에서 발생하는 단일 산란 현상에 의존하는 기존 기술과 비교하여, The.Wave.Talk의 기술은 최대 10배 낮은 농도의 이물질 탐지를 가능하게 합니다.
단일 산란
기존 기술들은 일반적으로 직선의 레이저 빔을 사용하기 때문에,
샘플의 일부분에 존재하는 이물질에서만 단일 산란이 일어납니다.
제한된 빛의 산란으로 인해 낮은 농도의 이물질 검출이 매우 어렵습니다.
혼돈 산란
The.Wave.Talk의 CSMS™ 기술은 샘플 홀더의 경계에서 다중 빛 산란을 가능하게 하여 레이저가 샘플 내의 모든 영역을 커버할 수 있게 합니다. 이는 이물질에서 발생하는 산란 현상을 증폭해 낮은 농도에서도 이물질을 검출할 수 있게 합니다.
02 신호 분석 기술
AI 알고리즘을 활용한
정밀하고 실시간적인 스펙클 분석
매질을 통과한 레이저는 광경로 차이에 따른 상쇄 및 보강 간섭이 일어나 특정 스페클 영상(Speckle Image)을 생성합니다. 매질이 안정화 되어 있으면 생성되는 스페클 영상은 시간에 따라 변화가 없으나, 매질 내 이물질의 활동이 있으면 시간에 따라 변화하는 스페클 영상을 생성합니다. 산란 신호의 변화를 이미지 센서로 실시간 측정하여 이미지 간의 산술적인 상관값을 계산하면 이물질의 양을 정량화 할 수 있습니다. 이물질에 종류에 따라 스페클 영상 변화의 패턴이 달라지기 때문에 AI 기술을 접목하면 이물질의 종류도 구분 가능합니다.
The.Wave.Talk은 스페클 영상과 AI 기술을 통해 초저농도(<100cfu/ml)의 박테리아까지 구분 가능합니다. 이러한 신호 분석 기술은 측정 센서에 물때나 흠집이 생기더라도 스페클 영상 분석에 영향을 주지 않고, 광원 세기 변화의 영향으로부터도 자유로워 유지보수가 필요없습니다. 또한 컴팩트한 측정 장비로 인해 저전력의 간소화된 전원장치를 이용할 수 있습니다.
증류수에서의
정적인 패턴
오염된 물에서의
동적인 패턴
오염된 물은 물속의 이물질의 활동으로 시간에 따라 변하는 스펙클 패턴을 생성합니다. 이 패턴의 변화는 이물질의 농도에 비례하여, 스펙클 패턴의 분석을 통해 이물질의 정량화가 가능합니다.
입사 빛과 매질을 투과하며 발생한 다중산란에 의해 생성되는 스페클 영상은 선형적 관계를 갖기 때문에, 깨끗한 물에서는 시간에따라 변화가 없는 정적 스페클 영상이 생성됩니다.
03 소형화 기술
기존 탁도계 대비
1/10 크기의 ASIC 칩과
향상된 성능
기존 수질센서의 주요구성품인 CMOS 카메라와 MCU (수질값 연산부)를 일원화한 ASIC 칩(주문형반도체) 개발하여 획기적으로 소형화에 성공하였습니다. 이러한 소형화 기술을 통해 본 수질 센서는 관망, 멤브레인 등의 인프라에서부터 스마트가전 내 탑재까지 수질과 관련 모든 접점에 부담없이 적용할 수 있습니다.
