흡광 광도 분석법을 이용한 기름의 두께 측정 연구

Abstract

본 연구에서는 단일 파장의 빛이 기름과 해수로 구성된 혼합물을 투과하는 과정에서 굴절과 산란으로 인해 감쇠되는 빛의 세기를 평가하는 방법을 통해, 물위에 존재하는 기름의 두께를 측정할 수 있는 새로운 광학적 기름 탐지 방법론을 제시한다. 단일 파장의 광원으로 직진성이 좋고 단색광의 빛을 발산할 수 있는 레이저를 이용하였으며, 기름-물 혼합물을 투과한 빛의 세기를 정량적으로 측정하기 위해서 광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 광전자소자인 포토다이오드를 선택하였다. 기름의 두께가 증가함에 따라서 투과된 빛의 크기가 점차적으로 감쇠되는 성질을 가진 광원의 파장대역을 실험적으로 도출하기 위해서, 3개의 서로 다른 파장대역을 갖는 레이저를 이용하여 기름의 두께별로 투과된 광량을 측정하여 감쇠되는 경향을 비교하는 실험을 진행하였다. 해당 실험을 통해서 470 nm 파장을 갖는 청색 레이저를 이용하였을 경우, 기름의 두께가 증가함에 따라 투과된 광량의 세기가 점차적으로 감쇠되는 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 수행한 실험 결과를 통해서 레이저 광원에 대한 기름의 흡광 광도를 분석하는 방법으로 해수위에 존재하는 기름의 두께를 정량적으로 측정할 수 있는 가능성을 제시하였다.