KR100620447B1 - Dew point measurement method and device of organic vapor - Google Patents

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KR100620447B1 KR1020050025342A KR20050025342A KR100620447B1 KR 100620447 B1 KR100620447 B1 KR 100620447B1 KR 1020050025342 A KR1020050025342 A KR 1020050025342A KR 20050025342 A KR20050025342 A KR 20050025342A KR 100620447 B1 KR100620447 B1 KR 100620447B1
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김영한
정옥진
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학교법인 동아대학교
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Abstract

본 발명은 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치를 제공한다. 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법은 수정진동자 센서의 일측면에 유기 증기 혼합물이 접촉되도록 하고 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 한 후 수정진동자 센서의 표면에 기체의 응축이 발생하는 시점의 유기 증기 혼합물의 온도를 측정한다. 또한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치는 챔버, 센서 모듈, 공진회로, 측정기를 구비하여 이루어진다. 챔버는 유입된 유기 증기 혼합물이 수용되고, 외부로부터 유기 증기 혼합물이 유입되는 유입구와 외부로 유기 증기 혼합물이 배출되는 배출구가 형성된다. 센서 모듈은 수정진동자 센서의 일측면이 챔버내에 수용되는 유기 증기 혼합물과 접촉되도록 챔버와 연통되어 챔버의 일측에 설치되고, 수정진동자 센서의 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 냉각매체를 수용하기 위한 캐비티가 형성된다. 공진회로는 챔버의 외부에서 수정진동자 센서와 접속된다. 측정기는 공진회로와 접속되어 수정진동자 센서로부터의 응답주파수를 측정하고, 챔버와 접속되어 챔버내의 압력 및 온도를 측정한다. The present invention provides a method and apparatus for measuring dew point in an organic vapor mixture. Dew point measurement method of the organic vapor mixture is to contact the organic vapor mixture on one side of the crystal oscillator sensor and the cooling medium on the other side of the crystal oscillator sensor, and then Measure the temperature. In addition, the dew point measuring device of the organic vapor mixture comprises a chamber, a sensor module, a resonant circuit, a measuring device. The chamber is provided with an organic vapor mixture introduced therein, and an inlet through which the organic vapor mixture is introduced from the outside and an outlet through which the organic vapor mixture is discharged to the outside. The sensor module is installed at one side of the chamber in communication with the chamber such that one side of the crystal oscillator sensor is in contact with the organic vapor mixture contained in the chamber, and a cavity for accommodating the cooling medium such that the cooling medium is in contact with the other side of the crystal oscillator sensor. Is formed. The resonant circuit is connected to the crystal oscillator sensor outside of the chamber. The measuring device is connected to the resonant circuit to measure the response frequency from the crystal oscillator sensor, and is connected to the chamber to measure the pressure and temperature in the chamber.

Description

유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치{DEW POINT MEASUREMENT METHOD AND DEVICE OF ORGANIC VAPOR}DEW POINT MEASUREMENT METHOD AND DEVICE OF ORGANIC VAPOR}

도 1은 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 설명하기 위한 도면; 1 is a view for explaining a dew point measuring apparatus of an organic vapor mixture according to the present invention;

도 2는 본 발명의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치에 적용되는 수정진동자 센서를 사용한 센서 모듈을 보여주는 도면;2 is a view showing a sensor module using a crystal oscillator sensor applied to the dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture of the present invention;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 도면;3 is a view for explaining the main configuration of the dew point measuring device of the organic vapor mixture according to a preferred embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정진동자 센서를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 설명하기 위한 도면;4 is a view for explaining a dew point measuring apparatus of an organic vapor mixture using a crystal oscillator sensor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 5는 도 4의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 사용한 첫 번째 실험에서 센서 모듈과 냉각매체의 온도변화에 대한 센서 모듈의 압력과 응답주파수의 변화를 나타낸 그래프;FIG. 5 is a graph showing the change in pressure and response frequency of the sensor module with respect to the temperature change of the sensor module and the cooling medium in the first experiment using the dew point measuring apparatus of the organic vapor mixture of FIG. 4;

도 6은 도 4의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 사용한 첫 번째 실험에서 센서 모듈의 응답주파수 강하의 초기 단계에서의 노점을 결정하는 것을 나타낸 그래프; FIG. 6 is a graph showing determination of dew point at an early stage of response frequency drop of a sensor module in a first experiment using the dew point measuring apparatus of the organic vapor mixture of FIG. 4;

도 7은 도 4의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 사용한 두 번째 실험에 서 센서 모듈과 냉각매체의 온도변화에 대한 센서 모듈의 압력과 응답주파수의 변화를 나타낸 그래프;7 is a graph showing a change in pressure and response frequency of a sensor module with respect to a temperature change of a sensor module and a cooling medium in a second experiment using the dew point measuring apparatus of the organic vapor mixture of FIG. 4;

도 8은 도 4의 노점 측정 장치를 사용한 두 번째 실험에서 센서 모듈의 응답주파수 강하의 초기 단계에서의 노점을 결정하는 것을 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph illustrating determination of a dew point at an initial stage of a response frequency drop of a sensor module in a second experiment using the dew point measuring device of FIG. 4.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10, 100 : (유기 증기 혼합물의) 노점 측정 장치10, 100: dew point measuring device (of organic vapor mixture)

20 : 챔버 20' : T관20: chamber 20 ': T pipe

22 : 유입구 22' : 소켓22: inlet 22 ': socket

24 : 배출구 24' : 핏팅24: outlet 24 ': fitting

26 : 배출 밸브 30 : 센서 모듈26: discharge valve 30: sensor module

32 : 수정진동자 센서 34 : 캐비티32: crystal oscillator sensor 34: cavity

35 : 하우징 36 : 안쪽 판35 housing 36 inner plate

38 : 바깥쪽 판 39 : 오링38: outer plate 39: O-ring

40 : 공진회로 50 : 측정기40: resonant circuit 50: measuring instrument

52 : 제 1 온도계 53, 55, 57 : 온도 표시계52: first thermometer 53, 55, 57: temperature indicator

54 : 제 2 온도계 56 : 제 3 온도계54: Second Thermometer 56: Third Thermometer

58 : 압력계 60 : A/D 컨버터58: pressure gauge 60: A / D converter

62 : 컴퓨터 70 : 제 1 항온조62: Computer 70: No. 1 Thermostat

74 : 제 2 항온조 75 : 미량 펌프74: second thermostat 75: micro pump

본 발명은 수정진동자 센서를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기체와 액체의 접촉에 의한 분리 공정을 설계하는데 중요한 기-액 평형 자료를 수정진동자 센서를 이용하여 구할 수 있도록 하는 수정진동자 센서를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for measuring dew point of an organic vapor mixture using a crystal oscillator sensor, and more specifically, using a crystal oscillator sensor for gas-liquid equilibrium data, which is important for designing a separation process by contact between a gas and a liquid. The present invention relates to a dew point measurement method and apparatus for an organic vapor mixture using a crystal oscillator sensor.

통상 기-액 접촉을 수반하는 분리 장치를 설계하기 위해서는 기-액 평형 자료가 필수 불가결하다. 이와 관련하여 열역학적 정보의 예측을 위한 많은 상업적인 데이터 베이스가 유용할지라도 이와 같은 데이터 베이스로부터 예측된 정보들은 실험적인 측정으로 검증이 필요하다. 더욱이 이들 데이터 베이스는 다수의 혼합물에 대해서는 유용하지 않다는 것이 많은 연구자들의 실험적인 측정에 의해 밝혀졌다. Gas-liquid equilibrium data is indispensable for the design of separation devices that typically involve gas-liquid contact. Although many commercial databases for the prediction of thermodynamic information are useful in this regard, the information predicted from such databases needs to be verified by experimental measurements. Moreover, many researchers have found that these databases are not useful for many mixtures.

한편 노점은 기-액 평형 자료들 중의 하나이며, 노점의 측정 장치는 기-액 평형 측정에 대해 다양한 형태로 제안되고 있다. 그러나 기상계에서 수증기의 노점 측정 장치가 상업적으로 유용함에도 불구하고, 유기 증기 혼합물의 노점 측정에는 적절하지 않다. 즉 유기 증기의 응축은 증기와 액체 조성의 차이 때문에 시료 증기의 조성 변화를 유발하므로 기체 응축에 대한 측정은 응축 개시의 모니터링에 의해 증기 조성을 변화하지 않을 정도의 정밀도를 요구한다. Dew point is one of the gas-liquid equilibrium data, and the dew point measuring device has been proposed in various forms for gas-liquid equilibrium measurement. However, although vapor dew point measuring devices are commercially useful in meteorological systems, they are not suitable for dew point measurement of organic vapor mixtures. In other words, the condensation of organic vapor causes a change in the composition of the sample vapor due to the difference between the vapor and liquid composition, so the measurement of gas condensation requires a precision that does not change the vapor composition by monitoring the condensation initiation.

한편 본 발명자는 대한민국 특허출원 제10-2005-0017876호 "모액의 과포화도를 측정하는 방법 및 장치"를 통해 수정진동자 센서를 적용하여 결정화 공정중 모액의 과포화도를 효과적으로 측정할 수 있는 모액의 과포화도를 측정하는 방법 및 장치를 제안한 바 있다. 이와 같은 모액의 과포화도를 측정하는 방법 및 장치는 작은 변동에 따른 오차의 발생을 가능한 감소시켜서 정확한 과포화도를 측정할 수 있고, 매우 간단한 구성을 통해 결정제품을 제조하기 위한 결정화 공정상에서(in-line) 모액의 과포화도를 측정할 수 있는 장점을 가지고 있다.Meanwhile, the inventor measures the supersaturation of the mother liquor which can effectively measure the supersaturation of the mother liquor during the crystallization process by applying a crystal oscillator sensor through the Korean Patent Application No. 10-2005-0017876 "Method and apparatus for measuring the supersaturation of the mother liquor". A method and apparatus have been proposed. Such a method and apparatus for measuring the supersaturation of the mother liquor can reduce the occurrence of errors due to small fluctuations as much as possible, thereby measuring the exact supersaturation degree, and in-line the crystallization process for producing a crystal product through a very simple configuration. It has the advantage of measuring supersaturation of mother liquor.

따라서 본 발명은 본 발명자가 모액의 과포화도를 측정하는데 있어서 수정진동자 센서를 적용하여 우수한 효과를 얻은 점을 감안하여 새로운 형태의 수정진동자 센서를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring dew point of an organic vapor mixture using a new type of crystal oscillator sensor in view of the fact that the present inventor has obtained an excellent effect by applying a crystal oscillator sensor in measuring the supersaturation degree of mother liquor. It is done.

특히 본 발명은 응측 개시의 모니터링에 의해 증기 조성을 변화하지 않을 정도의 정밀도를 제공할 수 있는 새로운 형태의 수정진동자 센서를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In particular, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring dew point of an organic vapor mixture using a new type of crystal oscillator sensor which can provide an accuracy that does not change the vapor composition by monitoring the start of measurement.

또한 본 발명은 유기 증기 혼합물의 노점을 측정함에 있어서 수정진동자 센서에서 출력되어 나오는 응답주파수를 증기응축 중에 측정(in-line)할 수 있는 새로운 형태의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In another aspect, the present invention provides a method and apparatus for measuring dew point of an organic vapor mixture of a new type capable of measuring in-line response frequency output from the crystal oscillator sensor during the condensation in measuring the dew point of the organic vapor mixture. For the purpose of

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 유기 증 기 혼합물의 노점 측정 방법에 있어서, 수정진동자 센서의 일측면에 상기 유기 증기 혼합물이 접촉되도록 하고 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 하는 단계 및; 상기 수정진동자 센서의 표면에 기체의 응축이 발생하는 시점의 유기 증기 혼합물의 온도를 측정한다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, in the dew point measuring method of the organic vapor mixture, the organic vapor mixture is in contact with one side of the crystal oscillator sensor and the cooling medium is in contact with the other side To make; The temperature of the organic vapor mixture at the time point at which condensation of gas occurs on the surface of the crystal oscillator sensor is measured.

이와 같은 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법에서 상기 수정진동자 센서의 표면에 기체의 응축이 발생하는 시점은 상기 수정진동자 센서에서 출력되는 응답주파수의 변화를 측정하여 이루어진다. In the dew point measurement method of the organic vapor mixture according to the present invention, the time point at which the condensation of gas occurs on the surface of the crystal oscillator sensor is measured by measuring a change in the response frequency output from the crystal oscillator sensor.

이와 같은 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법에서 상기 수정진동자 센서의 일측면에 상기 유기 증기 혼합물이 접촉되도록 하고 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 하는 단계는 상기 수정진동자 센서가 설치된 센서 모듈을 제 1 항온조를 통해 일정온도로 유지되도록 한 다음 제 2 항온조를 통해 상기 냉각매체의 온도를 조절하여 순환시키면서 이루어진다.In the dew point measuring method of the organic vapor mixture according to the present invention, the step of contacting the organic vapor mixture on one side of the crystal oscillator sensor and contacting the cooling medium on the other side is a sensor module installed with the crystal oscillator sensor It is made to maintain a constant temperature through the first thermostat and then circulating by controlling the temperature of the cooling medium through the second thermostat.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치에 있어서, 유입된 유기 증기 혼합물이 수용되고, 외부로부터 유기 증기 혼합물이 유입되는 유입구와 외부로 유기 증기 혼합물이 배출되는 배출구가 형성되는 챔버와; 수정진동자 센서의 일측면이 상기 챔버내에 수용되는 유기 증기 혼합물과 접촉되도록 상기 챔버와 연통되어 상기 챔버의 일측에 설치되고, 상기 수정진동자 센서의 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 상기 냉각매체를 수용하기 위한 캐비티가 형성되는 센서 모듈과; 상기 챔버의 외부에서 상기 수정진동자 센서와 접속되는 공진회로 및; 상기 공진회로와 접속되어 상기 수정진동자 센 서로부터의 응답주파수를 측정하고, 상기 챔버와 접속되어 상기 챔버내의 압력 및 온도를 측정하기 위한 측정기를 포함한다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a dew point measuring apparatus of the organic vapor mixture, the organic vapor mixture is accommodated, the organic vapor mixture is introduced from the outside and the organic vapor to the outside inlet A chamber in which an outlet through which the mixture is discharged is formed; One side of the crystal oscillator sensor is installed on one side of the chamber in communication with the chamber to be in contact with the organic vapor mixture contained in the chamber, to accommodate the cooling medium so that the cooling medium is in contact with the other side of the crystal oscillator sensor A sensor module having a cavity formed therein; A resonance circuit connected to the crystal oscillator sensor outside of the chamber; And a measuring device connected to the resonant circuit to measure a response frequency from the crystal oscillator sensor, and connected to the chamber to measure pressure and temperature in the chamber.

이와 같은 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치에서 상기 챔버와 센서 모듈은 온도 조절을 위한 제 1 항온조 내에 설치되고, 상기 캐비티에 수용되는 냉각매체는 상기 제 1 항온조의 외부에 설치되는 제 2 항온조에서 온도가 조절되어 순환될 수 있다. In the apparatus for measuring dew point of an organic vapor mixture according to the present invention, the chamber and the sensor module are installed in a first thermostat for temperature control, and a cooling medium accommodated in the cavity is installed outside the first thermostat. Temperature can be controlled and circulated in the thermostat.

이와 같은 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치에서 상기 측정기는 상기 챔버에 결합되어 상기 챔버내의 압력을 측정하기 위한 압력계와; 상기 챔버에 결합되어 상기 챔버내의 온도를 측정하기 위한 제 1 온도계와; 상기 챔버의 온도를 조절하는 상기 제 1 항온조내의 온도를 측정하기 위한 제 2 온도계와; 상기 캐비티내로 공급되는 냉각매체의 온도를 측정하기 위한 제 3 온도계 및; 상기 공진회로, 압력계, 제 1 내지 제 3 온도계와 접속되어 디지털로 변환되어 입력되는 각 값을 입력받아 데이터 처리하는 컴퓨터를 구비할 수 있다. In the dew point measuring apparatus of the organic vapor mixture according to the present invention, the measuring device is coupled to the chamber for measuring the pressure in the chamber; A first thermometer coupled to the chamber for measuring a temperature in the chamber; A second thermometer for measuring the temperature in the first thermostat for controlling the temperature of the chamber; A third thermometer for measuring the temperature of the cooling medium supplied into the cavity; The computer may be connected to the resonant circuit, the pressure gauge, and the first to third thermometers to receive and process data received by digitally inputting the respective values.

본 발명은 수정진동자 센서를 사용하여 유기 증기 혼합물의 노점을 측정하는 방법 및 장치를 제공한다. 수정진동자 센서는 센서 표면의 질량 변화뿐만 아니라 다수의 공정에서 상변화의 모니터링도 가능하다. 수정진동자 센서는 나노 그램 단위의 변화를 측정할 수 있다. 유기 증기의 흡착으로 인한 질량 증가는 활성탄이 코팅된 수정진동자 센서로서 측정되었다. 액체-고체 계에서의 상변화는 수정진동자 표면에 고체 결정이 생성될 때 측정되었다. The present invention provides a method and apparatus for measuring dew point of an organic vapor mixture using a crystal oscillator sensor. The crystal oscillator sensor can monitor phase changes in many processes as well as mass changes on the sensor surface. The crystal oscillator sensor can measure changes in nanograms. Mass gain due to adsorption of organic vapor was measured as a crystal oscillator sensor coated with activated carbon. Phase change in the liquid-solid system was measured when solid crystals formed on the crystal oscillator surface.

본 발명자는 이와 같은 수정진동자 센서를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 간편하게 사용할 수 있는 재료를 이용하여 제작하였고, 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치의 성능을 다른 압력과 조성을 가진 아세톤-메탄올 혼합물에 대해 인라인 측정을 통해 시험해 보고, UNIQUAC 식으로부터 예측된 결과와의 비교를 통해 성능을 검토해 보았다.The present inventors have fabricated a dew point measuring apparatus for an organic vapor mixture using a crystal oscillator sensor using a material which can be easily used as a preferred embodiment of the present invention described below, and the performance of the dew point measuring apparatus for an organic vapor mixture is different. The acetone-methanol mixture with pressure and composition was tested by in-line measurements and compared with the results predicted from the UNIQUAC equations.

본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법은 유기 증기 혼합물의 노점을 측정함에 있어서 냉각매체의 온도 변화에 따른 수정진동자 센서에서 출력되어 나오는 응답주파수의 변화로부터 유기 증기 혼합물의 노점을 측정한다. The dew point measuring method of the organic vapor mixture according to the present invention measures the dew point of the organic vapor mixture from the response frequency output from the crystal oscillator sensor according to the temperature change of the cooling medium in measuring the dew point of the organic vapor mixture.

이와 같은 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치는 수정진동자 센서를 사용하기 때문에 제조공정의 단절없이 유기 증기 혼합물의 노점을 인라인으로 측정할 수 있으며, 유기 증기 혼합물의 노점을 측정함에 있어 보다 정확한 측정이 가능하다. Since the dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture according to the present invention uses a crystal oscillator sensor, the dew point of the organic vapor mixture can be measured in-line without interruption of the manufacturing process, and in measuring dew point of the organic vapor mixture, More accurate measurements are possible.

도 1은 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치에 적용되는 수정진동자 센서를 사용한 센서 모듈을 보여주는 도면이다. 1 is a view for explaining a dew point measuring apparatus of an organic vapor mixture according to the present invention, Figure 2 is a view showing a sensor module using a crystal oscillator sensor applied to the dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture of the present invention. .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치(10)는 유입된 유기 증기 혼합물이 수용되는 챔버(20), 수정진동자 센서(32)를 고정하여 챔버(20)에 결합시키는 센서 모듈(30), 챔버(20)의 외부에서 수정진동자 센서(32)와 접속되는 공진회로(40), 유기 증기 혼합물의 노점을 출력하는 측정기(50)를 구비하여 이루어진다. 이때 챔버(20)는 외부로부터 유기 증기 혼합 물이 유입되는 유입구(22)와 외부로 유기 증기 혼합물이 배출되는 배출구(24)가 형성된다. 센서 모듈(30)은 수정진동자 센서(32)의 일측면이 챔버(20)내에 수용되는 유기 증기 혼합물과 접촉되도록 챔버(20)와 연통되어 챔버(20)의 일측에 설치되고, 수정진동자 센서(22)의 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 냉각매체를 수용하기 위한 캐비티(34)가 형성된다. 공진회로(40)는 주파수 측정을 위한 전기적인 신호를 발생한다. 그리고 측정기(50)는 공진회로(40)와 접속되어 수정진동자 센서(32)로부터의 응답주파수를 측정하고, 챔버(20)와 접속되어 챔버(20)내의 압력 및 온도를 측정한다. 1 and 2, the dew point measuring apparatus 10 of the organic vapor mixture according to the present invention is fixed to the chamber 20, the crystal oscillator sensor 32 is accommodated in the chamber 20, the organic vapor mixture is introduced into the chamber 20 And a sensor module 30 coupled to the sensor module 30, a resonant circuit 40 connected to the crystal oscillator sensor 32 outside the chamber 20, and a measuring device 50 for outputting the dew point of the organic vapor mixture. At this time, the chamber 20 is formed with an inlet 22 through which the organic vapor mixture flows from the outside and an outlet 24 through which the organic vapor mixture is discharged to the outside. The sensor module 30 is installed on one side of the chamber 20 in communication with the chamber 20 such that one side of the crystal oscillator sensor 32 is in contact with the organic vapor mixture contained in the chamber 20, and the crystal oscillator sensor ( The cavity 34 for receiving the cooling medium is formed on the other side of the 22 to contact the cooling medium. The resonant circuit 40 generates an electrical signal for measuring the frequency. The measuring device 50 is connected to the resonant circuit 40 to measure the response frequency from the crystal oscillator sensor 32, and is connected to the chamber 20 to measure the pressure and temperature in the chamber 20.

한편 본 발명에 적용되는 센서 모듈(30)은 본 발명자가 대한민국 특허출원 제10-2005-0017876호 "모액의 과포화도를 측정하는 방법 및 장치"에서 제안한 바 있는 센서 모듈(30)과 거의 유사한 구조를 갖는 것으로, 이와 같은 센서 모듈(30)은 수정진동자 센서(32)를 안정적으로 유지하고, 수정진동자 센서(32)의 양측에 채워지는 유기 증기 혼합물과 냉각매체의 밀폐를 효과적으로 이루도록 한다. 예컨대, 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용된 센서 모듈(30)은 3개의 폴리프로필렌 판을 가지고 있으며, 하우징(35)을 이루는 좌측의 안쪽 판(36)은 직경 39mm이며, 중심부에 4mm의 구멍이 뚫려져 있다. 그리고 우측의 안쪽 판(36, 가운데 판)은 가로 22mm, 세로 25mm의 사각판으로 중심부에 4mm의 구멍이 뚫려져 있다. 이들 2개의 판(36)은 두께 2mm이며, 수정진동자 센서(32)를 체결하고 있고, 2개의 고무 오링(39)이 두께 0.15mm, 직경 9mm인 수정진동자 센서(32)를 체결하는데 사용되었다. 노점을 측정할 때에 증기는, 도 2에 보는 바와 같이, 수정진동자 센서(32)의 왼쪽 면과 접하게 되며, 반대로 냉각매체인 냉각수는 수정진동자 센서(32)의 오른쪽으로 공급되도록 하였다. 그리고 2개의 작은 니플을 가진 두께 3mm 폴리프로필렌 판인 바깥쪽 판(38)을 수정진동자 센서(32)의 오른쪽에 설치하여 냉각수가 유동되는 캐비티(34)가 형성되도록 하였다. 이들 3개의 판{안쪽 판(36)과 바깥쪽 판(38)}은 직경 2.5mm의 4개의 스크루 볼트로 조립되어 있다. 그리고 수정진동자 센서(32)는 8MHz의 기본 진동수를 가지는 AT-cut 수정진동자가 사용되었으며, 수정진동자의 전극은 은이다.Meanwhile, the sensor module 30 applied to the present invention has a structure substantially similar to that of the sensor module 30 proposed by the inventor in Korean Patent Application No. 10-2005-0017876, "Method and apparatus for measuring the supersaturation degree of mother liquor". With this, the sensor module 30 maintains the crystal oscillator sensor 32 stably, and effectively seals the organic vapor mixture and the cooling medium filled on both sides of the crystal oscillator sensor 32. For example, the sensor module 30 applied to the preferred embodiment of the present invention described below has three polypropylene plates, and the inner plate 36 on the left side of the housing 35 has a diameter of 39 mm and a hole of 4 mm in the center. This is pierced. The right inner plate 36 (center plate) is a square plate of 22 mm in width and 25 mm in length, with a 4 mm hole in the center. These two plates 36 are 2 mm thick and fasten the crystal oscillator sensor 32, and two rubber o-rings 39 are used to fasten the crystal oscillator sensor 32 having a thickness of 0.15 mm and a diameter of 9 mm. When measuring the dew point, as shown in Figure 2, the vapor is in contact with the left side of the crystal oscillator sensor 32, on the contrary, the cooling water as a cooling medium is to be supplied to the right side of the crystal oscillator sensor 32. And the outer plate 38, which is a 3mm thick polypropylene plate having two small nipples, was installed on the right side of the crystal oscillator sensor 32 to form a cavity 34 through which coolant flows. These three plates (the inner plate 36 and the outer plate 38) are assembled with four screw bolts having a diameter of 2.5 mm. The crystal oscillator sensor 32 is an AT-cut crystal oscillator having a basic frequency of 8 MHz, the electrode of the crystal oscillator is silver.

이와 같은 구성을 갖는 노점 측정 장치에 의해 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법은 먼저 수정진동자 센서(32)의 일측면에 유기 증기 혼합물이 접촉되도록 하고 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 한 후 수정진동자 센서(32)의 표면에 기체의 응축이 발생하는 시점의 유기 증기 혼합물의 온도를 측정하므로써 이루어진다. 이때 수정진동자 센서(32)의 표면에 기체의 응축이 발생하는 시점은 수정진동자 센서(32)에서 출력되는 응답주파수의 변화를 측정하여 이루어진다. The dew point measuring method of the organic vapor mixture according to the present invention by the dew point measuring device having such a configuration is to make the organic vapor mixture in contact with one side of the crystal oscillator sensor 32 and then the cooling medium in contact with the other side This is achieved by measuring the temperature of the organic vapor mixture at the time of condensation of gas on the surface of the crystal oscillator sensor 32. At this time, when the condensation of gas occurs on the surface of the crystal oscillator sensor 32 is made by measuring the change in the response frequency output from the crystal oscillator sensor 32.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 4에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면에서 통상적인 유기 증기 혼합물에 대한 기술적 사항 및 유기 증기 혼합물의 노점을 측정하기 위해 적용되는 공지의 측정기 및 전자시스템 등의 기술적 내용에 대한 도시 및 상세한 설명은 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 3 to 8, and like reference numerals denote like elements for performing the same functions in FIGS. 1 to 4. On the other hand, in the drawings, the technical details of the conventional organic vapor mixture and technical details such as known measuring instruments and electronic systems applied for measuring the dew point of the organic vapor mixture, and those skilled in the art will be readily understood. Since parts are to be understood, they are briefly or omitted, and are shown in terms of parts related to the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정진동자 센서를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the main configuration of the dew point measuring apparatus of the organic vapor mixture according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a dew point measurement of the organic vapor mixture using a crystal oscillator sensor according to a preferred embodiment of the present invention It is a figure for demonstrating an apparatus.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치(100)는 챔버인 T관(20'), 유기 증기 혼합물의 유입구(22)를 형성하는 소켓(22'), 배출구(24)를 형성하는 핏팅(24')을 구비하여 이루어진다. 도 2에서 보인 바와 같은 수정진동자 센서(32)를 구비한 센서 모듈(30)이 1¼인치 T관(20')에 장착된다. 이때 센서 모듈(30)의 최 안쪽 판(36)이 T관(20')에 접해 있고, 배면에 오링과 부싱으로 밀봉하였다. T관(20')의 반대쪽은 고무로 밀봉된 유입구를 제공하기 위해 엘보와 ⅜인치 소켓(22')으로 연결되어 있다. T관(20')의 상부에는 배출구를 형성하기 위한 ¼인치 핏팅(24')이 설치되고, 여기에는 챔버 즉 T관(20')내의 온도를 측정하기 위한 제 1 온도계(52)와 압력을 측정하기 위한 압력계(58), 배출 밸브(26)가 설치된다. 1 to 4, a dew point measuring apparatus 100 for an organic vapor mixture according to an exemplary embodiment of the present invention includes a T tube 20 ′, which is a chamber, and a socket forming an inlet 22 of the organic vapor mixture. 22 '), with a fitting 24' defining the outlet 24. A sensor module 30 with a crystal oscillator sensor 32 as shown in FIG. 2 is mounted on a 1¼-inch T tube 20 '. At this time, the innermost plate 36 of the sensor module 30 was in contact with the T pipe 20 'and sealed on the back with an O-ring and a bushing. The opposite side of the T tube 20 'is connected to the elbow and the inch socket 22' to provide a rubber sealed inlet. The upper part of the T pipe 20 'is provided with a ¼ inch fitting 24' for forming an outlet, and the first thermometer 52 and the pressure for measuring the temperature in the chamber, that is, the T pipe 20 'are installed. A pressure gauge 58 and a discharge valve 26 for measuring are provided.

다시 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노점 측정 장치(100)는 공정중에 접속시켜서 인라인 형태로 구성할 수 있는 장점을 갖는다. 이와 같은 노점 측정 장치(10)에서 센서 모듈(20)이 결합되고, 유기 증기 혼합물의 유입구(22)를 형성하는 소켓(22') 및 배출구(24)를 형성하는 핏팅(24')이 결합되는 챔버인 T관(20')을 제 1 항온조(70)에 담가 일정 온도를 유지할 수 있도록 한다. 그 리고 센서 모듈(20)의 캐비티(34)에 수용되는 냉각매체인 냉각수는 제 2 항온조(74)에 의해 온도가 조절되어 미량 펌프(75)에 의해 순환된다. Referring back to FIG. 4, the dew point measuring apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention has an advantage of being connected in the process and configured in an inline form. In the dew point measuring device 10, the sensor module 20 is coupled, and the socket 22 'forming the inlet 22 of the organic vapor mixture and the fitting 24' forming the outlet 24 are coupled. The T tube 20 ', which is a chamber, is immersed in the first thermostat 70 to maintain a constant temperature. In addition, the cooling water, which is a cooling medium accommodated in the cavity 34 of the sensor module 20, is circulated by the micro pump 75 having a temperature controlled by the second thermostat 74.

또한 본 실시예에서 측정기(50)는 챔버 즉 T관(20')내 유기 증기의 온도를 측정하기 위한 제 1 온도계(52), 제 1 항온조(70)의 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제 2 온도계(54), 냉각매체의 온도를 측정하기 위한 제 3 온도계(56), 이들의 온도를 디지털로 표시하는 온도 표시계(53, 55, 57), T관(20')내 유기 증기의 압력을 측정하기 위한 압력계(58), 온도계(52, 54, 56) 및 압력계(58)의 신호를 디지털값으로 변환시키기 위한 A/D 컨버터(60), 수집된 데이터를 처리하기 위한 컴퓨터(62)를 구비하여 이루어진다. 이때 T관(20')내 증기의 온도는 백금 저항 온도계로 측정하였으며, 냉각수의 온도는 직경 0.9mm, 길이 15mm의 작은 백금 저항 온도계를 냉각수가 흘러가는 튜브 중에 설치하여 온도를 측정하였다. 본 실시예에서 주파수는 직접 제작한 주파수 카운터로 측정하였으며, 응답주파수와 측정된 온도들의 디지털신호들은 차후 데이터 정리를 위해 컴퓨터(62)로 저장하였다.In addition, in the present embodiment, the measuring device 50 includes a first thermometer 52 for measuring the temperature of the organic vapor in the chamber, that is, the T pipe 20 ', and a second for measuring the temperature of the cooling water of the first thermostat 70. The pressure of the organic vapor in the thermometer 54, the third thermometer 56 for measuring the temperature of the cooling medium, the temperature indicators 53, 55, 57 for digitally displaying their temperatures, and the T pipe 20 '. A pressure gauge 58 for measurement, thermometers 52, 54, 56 and an A / D converter 60 for converting the signals of the pressure gauge 58 into digital values, and a computer 62 for processing the collected data. It is made. At this time, the temperature of the steam in the T tube 20 'was measured by a platinum resistance thermometer, and the temperature of the cooling water was measured by installing a small platinum resistance thermometer having a diameter of 0.9 mm and a length of 15 mm in a tube through which the cooling water flows. In the present embodiment, the frequency was measured by a manufactured frequency counter, and the digital signals of the response frequency and the measured temperatures were stored in the computer 62 for later data arrangement.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치를 다음과 같은 실험을 통해 검증하여 보았다. The dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture according to the preferred embodiment of the present invention was verified through the following experiment.

먼저 유기 증기 혼합물의 노점 측정 결과와 UNIQUAC 식을 이용하여 구한 예측된 노점으로 비교 검토해 보았다. First, the dew point measurement of the organic vapor mixture was compared with the predicted dew point obtained using the UNIQUAC equation.

평형에서 기-액 혼합물에서의 성분 i의 퓨가시티 계수는 다음의 관계를 갖는 식으로 나타난다.The equivalence coefficient of component i in the gas-liquid mixture at equilibrium is represented by the formula

yiΦiP= xiγifi (1)y i Φ i P = x i γ i f i (1)

여기서 xi와 yi는 성분 i의 각각 액상과 기상의 조성이며, Φ와 f는 각각 기상과 액상의 퓨가시티 계수이며, γ는 UNIQUAC 식으로 계산되는 액상의 활동도 계수이다. Where x i and y i are the composition of liquid and gas phases of component i, respectively, Φ and f are the fugitive coefficients of gas and liquid phases respectively, and γ is the activity coefficient of the liquid phase calculated by the UNIQUAC equation.

Figure 112005016167011-pat00001
Figure 112005016167011-pat00001

이며,qi는 성분 i의 면적 파라메타이며, ri는 성분 i의 체적 파라메타이며, aij는 비온도 의존 파라메타이며, bij는 온도 의존 파라메타이다. 식 (1)에서 기상과 액상의 퓨가시티들이 이상적이라고 가정하고, 증기압은 Antoine 식에 의해 계산되었다. 활동도 계수와 증기압의 계산에 대한 파라메타들은 기존의 데이터 베이스로부터 구하였다. 주어진 증기 조성과 압력의 조합에 대해서 온도와 액체 조성은 식 (1)과 식 (2)의 반복 계산을 통해서 구하였다. 왜냐하면 계의 자유도가 2이기 때문에 노점은 주어진 증기 조성과 압력으로 쉽게 유추할 수 있다.And, an area of the parameter q i is component i, and r i is the volume parameter of the component i, a ij is also dependent parameter rain, b ij is the temperature-dependent parameters. In equation (1), it is assumed that the gaseous and liquid phase fugases are ideal, and the vapor pressure is calculated by the Antoine equation. Parameters for calculating activity coefficients and vapor pressures were obtained from existing databases. For a given vapor composition and pressure combination, the temperature and liquid composition were obtained by iterative calculations of equations (1) and (2). Because the system has two degrees of freedom, the dew point can be easily inferred at a given vapor composition and pressure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노점 측정 장치(100)의 성능 실험 방법은 먼저 수정진동자 센서(32)가 설치된 센서 모듈(30)을 챔버인 T관(20')에 장착하여 일정 온도로 예열되어 있는 제 1 항온조(70)에 담가두었다. 그리고 센서 모듈(30)의 캐비티(34)에는 T관(20')내의 온도와 동일한 온도로 냉각수가 분당 25mL의 유량으로 공급되고, 배출 밸브(26)가 열려져 있는 동안 5mL의 아세톤-메탄올 혼합 액체 시료를 유입구인 소켓(22')을 통해 주입하였다. 이때 T관(20')내에 담겨져 있는 공기를 배출시키기 위해 흡입 펌프(도시 않음)를 핏팅(24')에 연결시켰다. 그 후 또 다른 5mL의 액체 시료를 주입하고 배출 밸브(26)를 잠갔다. 그리고 T관(20')내의 압력은 배출 밸브(26)의 개폐에 의해 조절하였다. Performance test method of the dew point measuring device 100 according to a preferred embodiment of the present invention is first mounted on the sensor tube 30, the crystal oscillator sensor 32 is installed in the T tube 20 'which is a chamber to be preheated to a predetermined temperature Soaked in the first thermostat (70). The coolant is supplied to the cavity 34 of the sensor module 30 at a flow rate of 25 mL / min at the same temperature as the temperature in the T pipe 20 ', and 5 mL of acetone-methanol mixed liquid while the discharge valve 26 is opened. The sample was injected through the socket 22 'which is the inlet. At this time, a suction pump (not shown) was connected to the fitting 24 'to discharge the air contained in the T pipe 20'. Then another 5 mL of liquid sample was injected and the discharge valve 26 was closed. And the pressure in T pipe 20 'was adjusted by opening and closing the discharge valve 26. As shown in FIG.

이와 같은 과정에 의해 노점 측정 장치(100)의 T관(20')내 압력이 설정되면, 센서 모듈(30)의 캐비티(34)에 공급되는 냉각수의 온도를 일정하게 하강시킴에 의해 수정진동자 센서(32) 표면상에 발생되는 기체의 응축을 측정하였다. 노점의 측정이 끝난 후 냉각수의 온도를 초기의 온도로 되돌아가도록 상승시켰으며, 다음 실험에서 T관(20')내의 온도를 올려 T관(20')내의 압력을 증가시켰다. 그 다음 실험은 상기와 같은 방법에 의해 수행되었으며, 본 발명의 유기 증기 혼합물의 노점 측정에 대한 성능 실험은 상기와 같은 방법에 의해 동일한 시료 증기의 각각 다른 3가지의 압력에서 수행되었다. T관(20')내 및 냉각수의 온도, T관(20')의 압력과 수정진동자 센서(32)의 응답주파수는 컴퓨터(62)로 저장하였으며, 실험이 종료된 후 분석에 사용하였다. 조성을 알기 위해서 시료 증기의 소량을 유입구(22)인 소켓(22')을 통해 취하였으며, 이들 시료 증기의 조성을 구하기 위해 가스크로마토그래피를 사용하였다. When the pressure in the T pipe 20 'of the dew point measuring device 100 is set by this process, the crystal oscillator sensor is lowered by lowering the temperature of the cooling water supplied to the cavity 34 of the sensor module 30 constantly. (32) The condensation of the gas generated on the surface was measured. After the dew point measurement, the temperature of the cooling water was raised to return to the initial temperature. In the next experiment, the temperature in the T pipe 20 'was increased to increase the pressure in the T pipe 20'. The next experiment was carried out by the same method as described above, and the performance experiment for the dew point measurement of the organic vapor mixture of the present invention was carried out at three different pressures of the same sample vapor by the above method. The temperature of the T tube 20 'and the cooling water, the pressure of the T tube 20', and the response frequency of the crystal oscillator sensor 32 were stored in the computer 62 and used for analysis after the experiment was completed. In order to know the composition, a small amount of sample vapor was taken through the inlet 22, the socket 22 ', and gas chromatography was used to obtain the composition of these sample vapors.

본 발병의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치는 수정진동자 센서(32)를 사용하기 때문에 수정진동자 센서(32) 표면 위로의 증기의 응축이 일어나면 응답주파수가 감소하게 되며, 그 순간에서의 수정진동자 센서(32)의 온도가 유기 증기 혼합물의 노점이 된다. 또한 수정진동자 센서(32)의 주파수 변화가 아주 민감하기 때문에 증기 응축은 증기 조성의 변화없이 응축의 개시로부터 측정된다. 만약 그렇지 않으면 다량의 증기 응축으로 인한 조성 변화는 부정확한 측정을 유발시킨다.The dew point measuring method and apparatus of the present organic vapor mixture uses a crystal oscillator sensor 32, so that when the condensation of steam on the surface of the crystal oscillator sensor 32 occurs, the response frequency decreases, and the crystal oscillator at that moment The temperature of the sensor 32 becomes the dew point of the organic vapor mixture. In addition, since the frequency change of the crystal oscillator sensor 32 is very sensitive, steam condensation is measured from the onset of condensation without changing the vapor composition. Otherwise, compositional changes due to large amounts of steam condensation will lead to inaccurate measurements.

도 5는 도 4의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 사용한 첫 번째 실험에서 센서 모듈과 냉각매체의 온도변화에 대한 센서 모듈의 압력과 응답주파수의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 6은 도 4의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 사용한 첫 번째 실험에서 센서 모듈의 응답주파수 강하의 초기 단계에서의 노점을 결정하는 것을 나타낸 그래프이며, 도 7은 도 4의 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치를 사용한 두 번째 실험에서 센서 모듈과 냉각매체의 온도변화에 대한 센서 모듈의 압력과 응답주파수의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 8은 도 4의 노점 측정 장치를 사용한 두 번째 실험에서 센서 모듈의 응답주파수 강하의 초기 단계에서의 노점을 결정하는 것을 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing changes in pressure and response frequency of the sensor module with respect to temperature changes of the sensor module and the cooling medium in the first experiment using the dew point measuring apparatus of the organic vapor mixture of FIG. 4, and FIG. A graph showing the determination of dew point at the initial stage of the response frequency drop of the sensor module in the first experiment using the dew point measuring device of the vapor mixture, and FIG. 7 is a second experiment using the dew point measuring device of the organic vapor mixture of FIG. Is a graph showing the change of the pressure and response frequency of the sensor module with respect to the temperature change of the sensor module and the cooling medium, Figure 8 is a second experiment using the dew point measuring device of Figure 4 at the initial stage of the response frequency drop of the sensor module This graph shows the determination of the dew point.

상술한 바와 같은 측정 방법에 따른 첫 번째 실험에 따른 수정진동자 센서 (32)의 응답주파수, 시료와 냉각수의 온도와 챔버{T관(20')}내의 압력의 변화가 도 5에 나타나 있다. 좌측 상부가 수정진동자 센서(32)의 응답주파수 변화, 우측 상부가 시료의 온도변화, 좌측 하부가 냉각수{센서 모듈(30)의 캐비티(34)에 순환 공급되는 냉각수}의 온도변화, 우측 하부가 챔버내의 압력 변화를 나타내었다. 도 5의 그래프에서 보는 바와 같이, 냉각수의 온도 감소에 따라 시료의 온도는 일정하게 유지되는 것과는 반대로, 수정진동자 센서(32)의 응답주파수는 감소를 나타내고 있다. 이는 시료 증기가 수정진동자 센서(32)의 표면으로 응축되는 것을 가리키는 것이다. 냉각수 온도의 상승은 응축물의 증발을 유발시키기 때문에 수정진동자 센서(32)의 응답주파수는 초기 상태로 되돌아간다. The change in the response frequency of the crystal oscillator sensor 32, the temperature of the sample and the coolant, and the pressure in the chamber {T tube 20 '} according to the first experiment according to the measuring method as described above are shown in FIG. The upper left is the change in response frequency of the crystal oscillator sensor 32, the upper right is the temperature change of the sample, the lower left is the temperature change of the coolant (the coolant circulated and supplied to the cavity 34 of the sensor module 30), and the lower right is The change in pressure in the chamber is shown. As shown in the graph of FIG. 5, the response frequency of the crystal oscillator sensor 32 decreases, as opposed to the temperature of the sample being kept constant as the temperature of the cooling water decreases. This indicates that the sample vapor condenses to the surface of the crystal oscillator sensor 32. Since the rise of the coolant temperature causes evaporation of the condensate, the response frequency of the crystal oscillator sensor 32 returns to the initial state.

이때 노점 측정 장치의 성능 실험은 같은 방법에 의해 챔버의 각각 다른 압력에서 3번 수행되었다. 보다 정확한 노점을 결정하기 위해서 응축의 초기 단계에서 2개의 점근선적인 방법이 도 6에 나타나 있다. 2개의 점근선은 각각 응축이 일어나기 전과 후의 응답주파수 변화에 대해 나타내었으며, 이들 점근선들의 교점은 증기의 응축이 일어나는 순간이 되며, 이 교점의 온도가 시료 증기의 노점이 된다. 도 6의 3개의 응답주파수 변화의 그래프 상기의 방법으로 구한 노점의 결과가 다음 표 1에 나타나 있다. At this time, the performance test of the dew point measuring device was performed three times at different pressures in the chamber by the same method. Two asymptotic methods in the early stages of condensation are shown in FIG. 6 to determine more accurate dew points. The two asymptotes represent changes in response frequency before and after condensation, respectively, and the intersection of these asymptotes is the instant of condensation of the steam, the temperature of which is the dew point of the sample vapor. Graph of three response frequency changes in FIG. 6 The dew point obtained by the above method is shown in Table 1 below.

또한 상기와 같은 방법에 의해 두 번째 성능 실험에 대한 결과가 도 7과 도 8에 나타나 있다. 이번 성능 실험의 결과 또한 첫 번째 실험과 동일한 방법에 의해 노점을 구하였으며, 이들의 결과 또한 표 1에 나타내었다. In addition, the results of the second performance experiment by the above method are shown in Figs. The dew point was also obtained by the same method as the first experiment, and the results are also shown in Table 1.

성능 실험의 결과와 기-액 평형 관계로부터 예측된 노점과의 비교를 위해 UNIQUAC 식이 노점의 예측에 대해 사용되었다. 본 발명의 노점 측정 장치는 2의 자유도를 가지기 때문에 노점의 계산은 주어진 증기 조성과 압력으로 쉽게 계산된다. 성능 실험의 노점의 예측 또한 표 1에 나타나 있다. The UNIQUAC equation was used for the prediction of the dew point for comparison with the results of the performance experiments and the dew point predicted from the gas-liquid equilibrium relationship. Since the dew point measuring device of the present invention has two degrees of freedom, the dew point calculation is easily calculated with a given vapor composition and pressure. Prediction of the dew point in the performance experiments is also shown in Table 1.

[ 표 1 ]TABLE 1

노점 측정 장치로 측정된 노점과 UNIQUAC 식에 의해 예측된 노점과의 비교 Comparison of dew point measured with dew point measuring device and dew point predicted by UNIQUAC equation

압력 [ kPa ]Pressure [kPa] 측정값 [ ℃ ]Measured value [℃] 예측값 [ ℃ ]Estimated value [℃] 증기 조성 [ mole fraction of acetone ]Mole fraction of acetone 첫 번째 실험First experiment 111.3111.3 61.261.2 62.862.8 0.2670.267 121.6121.6 64.464.4 65.165.1 0.2670.267 130.9130.9 65.665.6 67.167.1 0.2670.267 두 번째 실험Second experiment 119.6119.6 65.965.9 65.965.9 0.1870.187 127.8127.8 67.767.7 68.468.4 0.1870.187 140.7140.7 70.270.2 71.171.1 0.1870.187

위 [표 1]를 참조하면, 본 발명의 노점 측정 장치에서 구한 노점과 UNIQUAC 식으로 예측된 노점의 가장 큰 오차가 1.6℃정도가 되지만, 본 발명의 수전진동자 센서(32)를 이용한 유기 증기 혼합물의 노점 측점 장치의 성능이 우수함을 알 수 있다. 또한 유기 증기의 조성에 대한 노점의 측정이 다수의 다른 압력에서 한 번의 실험실적인 조작으로 가능함을 알 수 있다. 이것은 또한 기-액 평형의 측정이 본 발명의 노점 측정 장치의 챔버에 액체 시료의 사용이 가능한 것을 나타내고 있다. Referring to [Table 1] above, the maximum error between the dew point obtained by the dew point measuring device of the present invention and the dew point predicted by the UNIQUAC equation is about 1.6 ° C., but the organic vapor mixture using the faucet vibrator sensor 32 of the present invention. It can be seen that the performance of the dew point point measuring apparatus of. It can also be seen that dew point determination of the composition of organic vapors is possible in one laboratory operation at many different pressures. This also indicates that the measurement of the gas-liquid equilibrium enables the use of a liquid sample in the chamber of the dew point measuring device of the present invention.

따라서 기-액 평형 자료의 측정에 있어 본 발명의 유기 증기 혼합물의 노점을 측정함에 있어 수정진동자 센서를 이용하면 유기 증기 혼합물의 노점을 인라인 으로 측정할 수 있으며, 유기 증기 혼합물의 노점의 온라인 측정 장치로 충분히 사용할 수 있음을 알 수 있다. Therefore, in measuring the dew point of the organic vapor mixture of the present invention in the measurement of gas-liquid equilibrium data, the dew point of the organic vapor mixture can be measured in-line by using a crystal oscillator sensor. It can be seen that can be used sufficiently.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. As described above, the dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture according to a preferred embodiment of the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is only an example and is not limited to the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made therein.

본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치에 의하면, 기-액 평형 자료 중의 하나인 노점을 측정함에 있어 수정진동자 센서를 이용하여 장치를 간단하고 쉽게 구성할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치는 응답주파수 변화가 미소한 변동을 가진다 하더라도 수정진동자 센서의 표면에서 기체의 응축이 일어날 때의 특이한 응답주파수 변화를 적용하므로 더욱 정밀한 노점의 측정이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법 및 장치는 인라인 시스템을 구축할 수 있으므로 제조현장에 쉽게 적용할 수 있다. According to the dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture according to the present invention, it is possible to simply and easily configure the apparatus using a crystal oscillator sensor in measuring the dew point which is one of the gas-liquid equilibrium data. In particular, the dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture according to the present invention applies a specific response frequency change when the condensation of gas occurs on the surface of the crystal oscillator sensor even if the response frequency change has a slight fluctuation. This is possible. In addition, the dew point measuring method and apparatus of the organic vapor mixture according to the present invention can be easily applied to the manufacturing site because it can build an in-line system.

Claims (6)

유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법에 있어서, In the dew point measuring method of the organic vapor mixture, 수정진동자 센서의 일측면에 상기 유기 증기 혼합물이 접촉되도록 하고 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 하는 단계 및;Allowing the organic vapor mixture to contact one side of the crystal oscillator sensor and allowing the cooling medium to contact the other side; 상기 수정진동자 센서의 표면에 기체의 응축이 발생하는 시점의 유기 증기 혼합물의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법.Dew point measurement method of the organic vapor mixture, characterized in that for measuring the temperature of the organic vapor mixture at the time when the condensation of gas occurs on the surface of the crystal oscillator sensor. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 수정진동자 센서의 표면에 기체의 응축이 발생하는 시점은 상기 수정진동자 센서에서 출력되는 응답주파수의 변화를 측정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법.The time point at which the condensation of gas occurs on the surface of the crystal oscillator sensor is measured by measuring the change in the response frequency output from the crystal oscillator sensor. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 수정진동자 센서의 일측면에 상기 유기 증기 혼합물이 접촉되도록 하고 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 하는 단계는 상기 수정진동자 센서가 설치된 센서 모듈을 제 1 항온조를 통해 일정온도로 유지되도록 한 다음 제 2 항온조를 통해 상기 냉각매체의 온도를 조절하여 순환시키면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 증기 혼합물의 노점 측정 방법.Contacting the organic vapor mixture on one side of the crystal oscillator sensor and contacting the cooling medium on the other side of the crystal oscillator sensor allows the sensor module on which the crystal oscillator sensor is installed to be maintained at a constant temperature through the first thermostat, and then the second Dew point measurement method of an organic vapor mixture, characterized in that the circulation is controlled by controlling the temperature of the cooling medium through a thermostat. 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치에 있어서, In the dew point measuring device of the organic vapor mixture, 유입된 유기 증기 혼합물이 수용되고, 외부로부터 유기 증기 혼합물이 유입되는 유입구와 외부로 유기 증기 혼합물이 배출되는 배출구가 형성되는 챔버와;A chamber in which the introduced organic vapor mixture is accommodated, and an inlet for introducing the organic vapor mixture from the outside and an outlet for discharging the organic vapor mixture to the outside; 수정진동자 센서의 일측면이 상기 챔버내에 수용되는 유기 증기 혼합물과 접촉되도록 상기 챔버와 연통되어 상기 챔버의 일측에 설치되고, 상기 수정진동자 센서의 타측면에 냉각매체가 접촉되도록 상기 냉각매체를 수용하기 위한 캐비티가 형성되는 센서 모듈과;One side of the crystal oscillator sensor is installed on one side of the chamber in communication with the chamber to be in contact with the organic vapor mixture contained in the chamber, to accommodate the cooling medium so that the cooling medium is in contact with the other side of the crystal oscillator sensor A sensor module having a cavity formed therein; 상기 챔버의 외부에서 상기 수정진동자 센서와 접속되는 공진회로 및;A resonance circuit connected to the crystal oscillator sensor outside of the chamber; 상기 공진회로와 접속되어 상기 수정진동자 센서로부터의 응답주파수를 측정하고, 상기 챔버와 접속되어 상기 챔버내의 압력 및 온도를 측정하기 위한 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치.And a measuring device connected to the resonant circuit to measure a response frequency from the crystal vibrator sensor and connected to the chamber to measure pressure and temperature in the chamber. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 챔버와 센서 모듈은 온도 조절을 위한 제 1 항온조 내에 설치되고, 상기 캐비티에 수용되는 냉각매체는 상기 제 1 항온조의 외부에 설치되는 제 2 항온조에서 온도가 조절되어 순환되는 것을 특징으로 하는 유기 증기 혼합물의 노점 측정 장치.The chamber and the sensor module are installed in a first thermostat for temperature control, and the cooling medium accommodated in the cavity is circulated by controlling the temperature in a second thermostat installed outside the first thermostat. Dew point measuring device of the mixture. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, wherein 상기 측정기는 상기 챔버에 결합되어 상기 챔버내의 압력을 측정하기 위한 압력계와;The measuring device is coupled to the chamber to measure a pressure in the chamber; 상기 챔버에 결합되어 상기 챔버내의 온도를 측정하기 위한 제 1 온도계와;A first thermometer coupled to the chamber for measuring a temperature in the chamber; 상기 챔버의 온도를 조절하는 상기 제 1 항온조내의 온도를 측정하기 위한 제 2 온도계와;A second thermometer for measuring the temperature in the first thermostat for controlling the temperature of the chamber; 상기 캐비티내로 공급되는 냉각매체의 온도를 측정하기 위한 제 3 온도계 및;A third thermometer for measuring the temperature of the cooling medium supplied into the cavity; 상기 공진회로, 압력계, 제 1 내지 제 3 온도계와 접속되어 디지털로 변환되어 입력되는 각 값을 입력받아 데이터 처리하는 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 모액의 과포화도를 측정하는 장치.And a computer that is connected to the resonant circuit, the pressure gauge, and the first to third thermometers, and receives and processes data of digitally inputted values, the supersaturation degree of the mother liquor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111024762A (en) * 2019-12-05 2020-04-17 北京航空航天大学 High-temperature flue gas dew point identification method

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