KR100283136B1 - Fabrication method of thin film electrical resistance sensor for corrosion rate measurement, sensor and local corrosion sensitivity measurement method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 피팅(Pitting)에 의한 부식을 민감하게 측정하는 세선패턴을 가진 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서의 제조방법 및 그 센서, 이를 이용한 부식측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film electrical resistance sensor for measuring a corrosion rate, and more particularly, to a method for manufacturing a thin film electrical resistance sensor for measuring a corrosion rate having a fine wire pattern for sensitively measuring corrosion by a fitting. And a corrosion measurement method using the same.
Description
본 발명은 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 피팅(Pitting)에 의한 부식을 민감하게 측정하는 세선패턴을 가진 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서의 제조방법 및 그 센서, 이를 이용한 부식측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film electrical resistance sensor for measuring a corrosion rate, and more particularly, to a method for manufacturing a thin film electrical resistance sensor for measuring a corrosion rate having a fine wire pattern for sensitively measuring corrosion by a fitting. And a corrosion measurement method using the same.
일반적으로 부식속도를 측정하는 방법은 관심있는 재질을 판형 또는 와이어 형태로 가공하여 부식환경에 담근 후 저항변화를 측정하는 방법이 적용되고 있음이 주지된 사실이다.In general, it is well known that the method of measuring the corrosion rate is a method of measuring the resistance change after processing a material of interest in the form of plate or wire and soaking it in the corrosive environment.
이러한 종래의 부식측정 방법은 상기 판형 또는 와이어 형태의 시편 제작이 기계적인 가공으로 제작되어 그 자체 두께가 두꺼워서 미량의 부식에 대한 저항변화의 폭이 작아 부식속도가 큰 경우에만 측정이 가능하였다.In the conventional corrosion measurement method, the plate- or wire-shaped specimen was manufactured by mechanical processing, and thus the thickness of the plate- or wire-shaped specimen was thick.
따라서, 이러한 판형 또는 와이어 형태로 이루어진 측정시편에 의한 부식측정 방법은 설비의 안정성을 크게 요하지 않는 부식환경에서는 사용이 가능할지 몰라도 위험성을 내포하거나 부식에 민감한 설비분야에서는 사용할 수 없는 단점이 있었다.Therefore, the corrosion measurement method by the measurement specimen made of the plate or wire form may be used in a corrosion environment that does not require the stability of the equipment, but there is a disadvantage that can not be used in the field of corrosion or sensitive equipment.
결국, 설비 유지관리의 안정성, 정밀성, 정확성을 위해서는 부식속도가 작은 환경에서도 정확한 부식속도를 측정할 수 있는 기술이 요구되는바, 이러한 정확하고 정밀한 부식속도의 측정에 대한 기술은 설비의 미량 부식변화에도 민감하게 감응할 수 있는 저항변화의 폭이 큰 센서의 개발이 요구되었다.As a result, in order to ensure the stability, precision and accuracy of the maintenance of the equipment, a technique capable of measuring the accurate corrosion rate even in a low corrosion rate environment is required. It was required to develop a sensor with a large range of resistance changes that can be sensitively responded to.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 이러한 문제점을 해결하기 위한 요구를 고려하여 연구개발된 것으로써,The present invention has been researched and developed in view of the problems of the prior art as described above and the need to solve these problems,
본 발명의 목적은 설비내의 부식속도를 측정하기 위한 검지수단으로서 피팅(Pitting)형태의 국부부식에도 민감하게 감응할 수 있는 세선패턴으로 이루어진 박막형태의 전기저항 센서의 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film type electrical resistance sensor made of a thin wire pattern that can be sensitive to local corrosion in the fitting (Pitting) form as a detection means for measuring the corrosion rate in the installation.
본 발명의 목적은 이러한 제조방법으로 이루어진 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서를 제공함에 있다.An object of the present invention to provide a thin film electrical resistance sensor for measuring the corrosion rate made by such a manufacturing method.
본 발명의 목적은 이러한 세선의 패턴으로 이루어진 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서를 이용하여 설비의 부식속도를 예민하게 측정하는 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method for sensitively measuring the corrosion rate of the facility by using a thin film electrical resistance sensor for measuring the corrosion rate made of such a thin wire pattern.
도 1은 본 발명의 방법에 따른 공정 블록도,1 is a process block diagram in accordance with the method of the present invention;
도 2는 도 1에따른 제조과정을 보여주는 구체적인 실시예도,Figure 2 is a specific embodiment showing the manufacturing process according to Figure 1,
도 3은 본 발명 센서의 외관 사시도,3 is an external perspective view of a sensor of the present invention;
도 4는 본 발명 센서의 평면 구성도,4 is a plan configuration diagram of the sensor of the present invention;
도 5은 본 발명 센서의 정면 구성도,5 is a front configuration diagram of the sensor of the present invention;
도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 발췌단면도,6 is a cross-sectional view taken along line I-I of FIG.
도 7은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ선 발췌단면도,7 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
도 8은 본 발명의 다른 실시예도,8 is another embodiment of the present invention,
도 9는 본 발명 센서를 이용한 부식측정 방법을 도시한 블록도.Figure 9 is a block diagram showing a corrosion measurement method using the sensor of the present invention.
＜도면의주요부분에대한부호의설명＞<Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서 20 : 기판10: thin film electrical resistance sensor for measuring the corrosion rate 20: substrate
21 : 박막 30, 31: 연결부21: thin film 30, 31: connection portion
40 : 세선패턴 41 : 세선40: thin line pattern 41: thin line
50 : 분배선 60 : 보호층50: distribution line 60: protective layer
70 : 전선 80 : 디스플레이수단70: wire 80: display means
이하, 본 발명의 제조방법에 대하여 첨부된 도면 도 1 및 도 2에 의거하여 살펴보고, 도 3내지 도 8를 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 and 2, and the configuration of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 8.
도 1은 본 발명의 제조공정을 보여주는 블록도이고, 도 2는 도 1에따른 제조과정의 구체적인 실시예을 보여주는 공정도이다.1 is a block diagram showing a manufacturing process of the present invention, Figure 2 is a process chart showing a specific embodiment of the manufacturing process according to FIG.
즉, 본 발명은 박막을 증착할 수 있는 일정크기의 평활한 절연체의 기판(20)을 구비하고 이의 상부면에 금속재질의 박막(21)을 진공증착법으로 10㎚~20㎛의 두께로 증착하는 공정을 취한다.That is, the present invention includes a substrate 20 of a flat insulator having a predetermined size capable of depositing a thin film, and depositing a thin film 21 made of metal on the upper surface thereof in a thickness of 10 nm to 20 μm by vacuum deposition. Take the process.
이러한 박막의 증착공정을 취한후 상기 박막(21)을 화학적인 에칭방법에 의하여 연결부(30), 다수의 세선(41)로 이루는 세선패턴(40), 분배선(50)을 형성하는 공정을 취한다.After the thin film deposition process, the thin film 21 is formed by a chemical etching method to form a thin line pattern 40 and a distribution line 50 formed of a connecting portion 30, a plurality of thin lines 41. do.
이때 상기 연결부(30)의 형성은 도 8에서와 같이 전도성이 우수한 재질의 연결부(31)를 별도로 제조하여 상기 분배선(50)의 선단에 부착고정할 수도 있다.In this case, the connection part 30 may be manufactured and separately attached to the distal end of the distribution line 50 by separately manufacturing the connection part 31 of a material having excellent conductivity, as shown in FIG. 8.
이러한 공정하에 부식환경에 노출될 상기 세선패턴(40)을 제외한 세선패턴(40)의 일부 및 분배선(50)의 전부와 상기 연결부(30)(31)의 전부 또는 일부에 절연성도료 또는 내화성도료로 도포하고 경화시켜 보호층(60)을 형성하여 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서(10)를 제조한다.Under this process, an insulating paint or a fire-resistant paint is applied to all or a part of the thin wire pattern 40 and all of the distribution lines 50 and the connecting portions 30 and 31 except the thin wire pattern 40 to be exposed to the corrosive environment. After coating and curing to form a protective layer 60 to produce a thin film electrical resistance sensor 10 for measuring the corrosion rate.
이때, 상기 연결부(30)(31)에는 상기 세선패턴(40)의 부식속도를 데이터화할 수 있는 수단과 연결시키기 위한 전선(70)이 연결된 상태에서 상기 보호층(60)을 형성할 수도 있고, 구체적인 실시공정을 보여주는 도 2에서와 같이 일부분에 상기 보호층(60)이 형성된 상태에서 사용할 때에 상기 보호층(60)이 형성안된 노출부분에 전선(70)을 연결한 상태에서 별도의 보호캡 또는 상기의 보호층(60)을 형성할 수도 있다.In this case, the protective layer 60 may be formed in the connecting portion 30 and 31 in a state in which a wire 70 for connecting the corrosion rate of the thin wire pattern 40 to a means capable of data-setting is connected. When using the state in which the protective layer 60 is formed in a portion as shown in Figure 2 showing a specific implementation process, a separate protective cap or in a state in which the wire 70 is connected to the exposed portion where the protective layer 60 is not formed The protective layer 60 may be formed.
상기의 제조공정중 박막의 형성공정에 있어, 박막의 두께가 10㎚이하에서는 연속적인 박막의 형성이 곤란하고, 박막의 두께가 20㎛이상으로 할 경우에는 박막의 장점을 살리지 못하기 때문에 박막의 두께는 10㎚~20㎛로 하는 것이 가장 바람직하다.In the process of forming a thin film in the above manufacturing process, it is difficult to form a continuous thin film when the thickness of the thin film is 10 nm or less, and when the thickness of the thin film is 20 mu m or more, the advantages of the thin film cannot be used. It is most preferable to set thickness as 10 nm-20 micrometers.
이러한 본 발명은 도 9에서와 같이 본 발명의 부식속도 측정용 박막 전기저항 센서(10)를 토양, 해수, 담수, 화학약품, 대기등의 부식환경에 매립 또는 침지하되 상기 연결부(30)(31)에 연결된 전선(70)에 모니터와 같은 저항값의 변화를 데이터화할 수 있는 디스플레이수단(80)을 연결한 상태에서 상기 센서(10)에 일정의 전압을 인가하고 전류를 모니터링하거나 일정의 전류를 인가하고 전압을 모니터링하여 전기저항을 측정하는 방법으로서 설비환경의 부식속도를 측정하게 된다.The present invention is buried or immersed in the corrosion environment, such as soil, seawater, fresh water, chemicals, air, the thin film electrical resistance sensor 10 for measuring the corrosion rate of the present invention as shown in Figure 9 the connection portion 30 (31) In a state in which a display means 80 capable of data change of a resistance value, such as a monitor, is connected to the wire 70 connected to the wire), a predetermined voltage is applied to the sensor 10 and a current is monitored or a constant current is applied. It is a method of measuring electrical resistance by applying voltage and monitoring voltage to measure corrosion rate of facility environment.
이러한 설비환경의 부식환경이 균일부식이 일어날 경우에는 상기 세선패턴(40)의 전체 두께가 점차 감소하여 일정전압을 인가하였을 때 전류가 연속적으로 감소하여 부식을 감지하게 된다.When the corrosion environment of such a facility environment is uniformly corroded, the overall thickness of the thin wire pattern 40 gradually decreases, and when a constant voltage is applied, current is continuously reduced to detect corrosion.
또한 이러한 설비환경의 부식환경이 국부부식인 경우에는 상기 세선패턴(40)이 전체적으로 두께감소는 거의 일어나지 않은 상태에서 피팅(Pitting)형태의 부식손상이 일어나게 된다. 이러한 피팅형태의 부식은 상기 세선패턴(40)이 갖는 박막의 두께를 관통하여 점차커지게 되어 상기 세선패턴(40)중 일부의 세선(41)이 단락되게 된다. 따라서 상기 세선패턴(40)은 다수개의 세선(41)으로 이루어져 있으므로 국부부식에 의하여 세선(41)의 단락이 일어날 때마다 전체 센서의 전기저항이 급격한 변화를 나타내게된다. 이러한 변화의 양상을 상기 디스플레이 수단(80)에 의하여 기록함으로써 국부부식의 민감도를 측정하게 된다.In addition, when the corrosion environment of the facility environment is a local corrosion, fitting damage occurs in the form of fitting (Pitting) in the state that the thickness reduction of the thin wire pattern 40 as a whole does not occur. The corrosion of the fitting form is gradually increased through the thickness of the thin film of the thin wire pattern 40 so that the thin wire 41 of some of the thin wire pattern 40 is short-circuited. Therefore, since the thin wire pattern 40 is composed of a plurality of thin wires 41, whenever the short circuit of the thin wires 41 occurs due to local corrosion, the electrical resistance of the entire sensor shows a sudden change. By recording the pattern of this change by the display means 80, the sensitivity of local corrosion is measured.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 각종 산업분야의 어떠한 부식환경에서도 설비의 부식속도를 민감하게 측정할 수 있고, 특히 피팅형태의 부식을 예민하게 검지할 수 있는 센서의 제조방법과 이러한 제조방법에 의하여 제조된 센서을 제공하고 또한 이러한 센서를 이용하여 부식속도를 효과적으로 간편하고 손쉽게 측정할 수 있어 산업상 매우 유용하게 활용될 수 있다.As described in detail above, the present invention provides a method for manufacturing a sensor capable of sensitively measuring the corrosion rate of a facility in any corrosion environment of various industrial fields, and particularly capable of sensitively detecting corrosion in a fitting form. It provides a sensor manufactured by the present invention and can also measure the corrosion rate effectively and simply by using such a sensor can be very useful industrially.
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| KR20240030089A (en) | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 현대건설(주) | Corrosion rate measurement device according to atmosphere environment and ship with the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4780664A (en) * | 1986-10-10 | 1988-10-25 | Frank Asuini | Corrosion sensor for measuring the corrosion loss and the instantaneous corrosion rate |
-
1998
- 1998-03-12 KR KR1019980008322A patent/KR100283136B1/en not_active IP Right Cessation
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