KR100417377B1 - 실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형하전입자 검출기 및 간극형 하전입자 검출기의 전극제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하전입자를 검출하는 간극형 하전입자 검출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검출기 내부에 사용되는 전극을 실크스크린 방식에 의해 제조하는 것에 관한 것이다. 이를 위해, 간극형 하전입자 검출기에 있어서, 상기 검출기의 내부에는 제 1 전극판(23) 및 제 2 전극판(24)이 소정간격으로 이격된 채 설치되고, 상기 제 1 전극판(23) 및 제 2 전극판(24)은 흑연판(30)에 전도성 도료(29)를 도포한 것이며, 상기 전도성 도료(29)는 실크 스크린 방식에 의하여 인쇄된 것을 특징으로 하는 실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형 하전입자 검출기가 제공된다.

Description

실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형 하전입자 검출기 및 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법{A Gap-Type Charged Particle Detecting Chamber With A Terminal Fabricated By Silk Screen Method And Fabricating Method Of The Terminal In The Chamber}

본 발명은 하전입자를 검출하기 위해 높은 비저항 물질로 만들 간극형 하전입자 검출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검출기 내부에 사용되는 전극을 실크스크린 방식에 의해 제조하는 것에 관한 것이다.

우주로부터 날아들어 오는 하전입자 또는 특수한 목적으로 인위적으로 발생되는 하전입자들은 그 궤적을 정밀하고 신속하게 측정하는 것이 요구된다. 이를 위해서 종래에는 안개상자나 거품상자, 또는 핵건판과 같은 검출기(Detector)가 사용되어 왔으나, 신속한 자료처리에는 검출기의 성능이 낮아 상당한 제약을 받았다.

이를 획기적으로 개선한 다중선(Multi-Wire) 기체 검출기가 개발되어 디지털 X-선 검출기와 같은 의료분야, 원자력 폐기물 처리등 에 이용되었으나, 상대적으로 비싼 가격과 제작기술의 어려움등으로 손쉽게 사용하기가 어려웠다.

비저항이 큰 물질을 사용한 고비저항판 검출기는 저렴한 제작비용과 손쉽게 구할 수 있는 재료의 사용으로 비교적 쉽게 제작할 수 있다. 그리고, 효율을 높이기 위하여 두개의 전극을 사용하는 고비저항판 검출기는 두개의 기체간극 사이에 고전압을 걸어 발생하는 이온사태의 전기신호를 하나의 검출띠로 받는 원리를 이용한 것이다. 이로써 뛰어난 시간분해능과 위치분해능을 얻을 수 있다. 또한, 고비저항판 검출기는 필요에 따라서 크기를 마음대로 조절할 수 있는 특징이 있다.

이러한 기체 간극형 하전입자 검출기의 내부에는 한쌍의 전극판이 소정간격으로 이격된 채 설치된다. 그런데, 종래의 전극판은 단순히 전기를 통한다는 것외에 추가적인 조건(예를 들어 일정한 저항값)을 만족하기 위하여 흑연판(Graphite) 위에 분무기(미도시)를 사용하여 전도성 도료를 도포하는 방식을 사용하였다. 여기서, 일정한 저항이란 약 100 ∼ 300 ㏀ㆍcm 범위를 의미한다. 이러한 저항이 필요한 이유는 간극형 하전입자 검출기에서 발생한 신호가 전극을 투과하여 간극형 하전입자 검출기의 시그널 스트립에 유도되어야 하기 때문이다.

그런데, 이와 같은 종래의 도포방식은 전극판의 면적이 점차 대형화됨에 따라 전극의 저항을 결정하는 전도성 도료의 두께 제어가 어렵다는 단점이 있었다. 따라서, 일정한 저항을 가진 전극을 생산하기 위해서는 숙련자의 노력이 필요하고, 대량생산이 어렵다는 단점도 있다. 또한, 전도성 도료 자체의 특성으로 인해 흑연판과의 접착강도가 약해 불량이 발생하기 쉬운 결점이 있다.

따라서, 전극판의 저항값을 손쉽게 제어할 수 있으면서도 생산성 있게 전극을 대량생산할 수 있는 방법에 대한 연구가 요구되어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 전도성 도료의 도포 두께를 용이하게 제어할 수 있는 실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형 하전입자 검출기 및 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 대면적의 전극에 대해서도 전도성 도료를 손쉽게 도포함으로써 전극을 대량생산할 수 있는 실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형 하전입자 검출기 및 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 간극형 하전입자 검출기에 있어서, 상기 검출기의 내부에는 동일한 사각형상의 제 1 전극판(23) 및 제 2 전극판(24)이 소정간격으로 이격된 채 설치되고, 상기 제 1 전극판(23) 및 제 2 전극판(24)은 흑연판(30)에 전도성 도료(29)를 도포한 것이며, 상기 전도성 도료(29)는 실크 스크린 방식에 의하여 소정 두께로 균일하게 인쇄된 것을 특징으로 하는 실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형 하전입자 검출기에 의하여 달성된다.

여기서, 전극판의 저항은 100 ∼ 300 ㏀ㆍcm 인 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법에 있어서, 소정크기의 흑연판(30)을 준비하는 단계; 및 상기 흑연판(30)의 일면에 전도성 도료(29)를 실크 스크린 방식에 의해 소정두께로 균일하게 인쇄하여 제 1 전극판(23)과 제 2 전극판(24)을 완성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법.에 의해서도 달성될 수 있다.

그리고, 상기 전극의 저항은 100 ∼ 300 ㏀ㆍcm 인 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 간극형 하전입자 검출기의 단면도,

도 2은 본 발명에 따라 제조된 전극판의 평면도,

도 3는 본 발명에 따라 제조된 전극판을 부위별로 표본 추출하여 측정한 저항값의 그래프이다.

<도면중 주요부호에 대한 간단한 설명>

20 : 간극형 하전입자 검출기, 21 : 상판,

22 : 하판, 23 : 제 1 전극판

24 : 제 2 전극판, 29 : 전도성 도료,

20 : 흑연판.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1는 간극형 하전입자 검출기의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상판(21)과 하판(22)이 일정한 간격을 유지하면서 이격되어 있고, 내부를 밀폐하기 위하여 둘레가 막혀있다. 상판(21)의 일면에는 제 1 전극(23)이 판형태로 구비되어 있고, 하판(22)의 일면에는 제 2 전극(24)이 판형태로 구비되어 있다. 간극형 하전입자 검출기(20)를 작동하기 위해서는 제 1전극(23)을 접지시키고, 제 2 전극(24)에 약 10kV 정도의 직류 고압을 가한다.

내부에는 가스(28)가 충전되는데, 가스(28)는 필요로 하는 동작조건을 만들어주기 위하여 특별한 조합을 갖는 가스(28)를 주입하기도 하고, 부탄이나 메탄가스를 주입하기도 한다.

간극형 하전입자 검출기(20)의 일측에는 가스(28)를 주입하기 위한 입구(27)가 구비되어 있고, 반대측에는 가스(28)를 배출하기 위한 출구(26)가 구비되어 있다. 그리고, 간극형 하전입자 검출기(20)의 가장 하부에는 발생한 신호를 전기적으로 검출하기 위한 시그널 스트립(25)이 위치하고 있다. ,

도 2은 본 발명에 따라 제조된 전극판(23, 24)의 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 흑연판(Graphite Plate)(30)위에 소정 두께로 전도성 도료(29)를 실크 스크린 하여 인쇄한다. 이와 같이 인쇄할 경우 전도성 도료(29)의 두께를 실크 스크린을 통해 용이하게 제어할 수 있기 때문에 약 100 ∼ 300 ㏀ㆍcm 범위를 갖도록 전극을 생산할 수 있다. 이러한 저항이 필요한 이유는 간극형 하전입자 검출기에서 발생한 신호가 전극을 투과하여 간극형 하전입자 검출기(20)의 시그널 스트립(25)에 유도되어야 하기 때문이다.

본 실험예에서 사용한 대면적 전극판의 크기는 대략 다음과 같다. 즉, 사다리꼴 형상중 큰 변의 길이가 약 1200mm, 작은 변의 길이가 약 720mm, 높이가 약 2800mm 정도이다.

실크 스크린 방법에 의해 전도성 도료(29)를 인쇄할 경우, 전극의 두께는 주로 실크 스크린 망사(미도시)의 두께에 의하여 결정되는데 망사의 두께는 두개의실(미도시)이 겹치는 부분과 겹치지 않는 부분에 의해 최고 2배까지 차이가 난다. 그러나 이러한 차이의 대부분은 도료(29)의 표면장력으로 의하여 소멸하기 때문에 실제 인쇄된 전극의 두께 차이는 약 10% 이내이다.

도 3는 본 발명에 따라 제조된 전극판을 부위별로 표본 추출하여 측정한 저항값의 그래프이다. 도 3에서 수직축은 저항값의 측정횟수를 나타내고, 수평축은 셀의 저항값을 나타낸다. 측정에 사용된 셀은 전극의 대략 중앙부분(55 x 85cm²)을 5 x 5 cm²로 세분한 것이다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 저항값의 오차범위는 10% 이내임을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 사다리꼴 형상의 간극형 하전입자 검출기에 대해 도시하고 설명하였으나, 필요에 따라서, 간극형 하전입자 검출기(20)는 직사각형으로도 제작될 수 있다. 이 경우, 전극 역시 직사각형의 형상을 갖도록 제작할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형 하전입자 검출기 및 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법에 의하면, 전도성 도료의 도포 두께를 용이하게 제어할 수 있는 특징이 있다.

아울러, 대면적의 전극에 대해서도 전도성 도료를 손쉽게 도포함으로써 전극을 대량생산할 수 있는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만,발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (4)

1. 간극형 하전입자 검출기에 있어서,

   상기 검출기의 내부에는 동일한 사각형상의 제 1 전극판(23) 및 제 2 전극판(24)이 소정간격으로 이격된 채 설치되고,

   상기 제 1 전극판(23) 및 제 2 전극판(24)은 흑연판(30)에 전도성 도료(29)를 도포한 것이며,

   상기 전도성 도료(29)는 실크 스크린 방식에 의하여 소정 두께로 균일하게 인쇄된 것이고,

   상기 전극판의 저항은 100 ∼ 300 ㏀ㆍcm 이며,

   인쇄된 상기 전도성 도료(29)에 의해 형성된 상기 제 1, 2 전극판(23, 24)의 전극 두께의 차이는 10% 이하인 것을 특징으로 하는 실크 스크린 방법에 의하여 제작된 전극을 갖는 간극형 하전입자 검출기.
2. 삭제
3. 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법에 있어서,

   소정크기의 흑연판(30)을 준비하는 단계; 및

   상기 흑연판(30)의 일면에 전도성 도료(29)를 실크 스크린 방식에 의해 소정두께로 균일하게 인쇄하여 제 1 전극판(23)과 제 2 전극판(24)을 완성하는 단계; 를 포함하고,

   상기 전극의 저항은 100 ∼ 300 ㏀ㆍcm 이며,

   인쇄된 상기 전도성 도료(29)에 의해 형성된 상기 제 1, 2 전극판(23, 24)의 전극 두께의 차이는 10% 이하인 것을 특징으로 하는 간극형 하전입자 검출기의 전극 제작방법.
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