KR100752364B1 - 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치 및 방법 - Google Patents

저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저농도 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치에 관한 것이며,공급가스의 공급수단과; 제로가스를 유출하도록, 상기 공급수단과 연결되며 상기 공급가스의 수분을 제거하는 흡착탑과; 상기 제로가스의 유량을 제어하도록, 상기 흡착탑의 유출구측 배관라인에 설치되는 제1 질량유량조절기와; 상기 제1 질량유량조절의 유출구와 연결되며, 일정온도에서 일정유량의 수분을 발생시키어, 유량이 제어된 상기 제로가스와 상기 수분을 혼합하여 발생된 혼합가스를 유출하는 침투수단과; 상기 제로가스의 유량을 제어하도록, 상기 흡착탑의 유출구측 배관라인에 설치되는 제2 질량유량조절기와; 상기 제2 질량유량조절의 유출구와 상기 침투수단의 유출구와 연결되며, 상기 제2 질량유량조절의 제로가스와 상기 침투수단의 혼합가스가 혼합된 희석가스를 유출하는 희석수단을; 포함하여, 가스 흐름의 끊김이 없이 수분의 농도가 변화될 수 있으며, 유량과 압력이 정밀하고 폭넓게 조절되며, 소정의 농도 수분가 용이하게 발생되며, 다양한 수분분석기가 검정되어 품질관리가 용이하고, 일정한 농도를 가지는 수분을 이용한 다양한 테스트가 용이한 효과가 있다.
수분 분석기, 교정, 검정, 표준가스, 제로가스, 침투장치, 침투관, 희석

Description

저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치 및 방법{Method and apparatus for generating gas which contains low concentration moisture}
도 1a는 종래의 수분 등을 함유한 혼합가스를 발생시키는 장치를 도시하는 도면이다.
도 1b는 종래의 침투장치(permeation device)를 도시하는 도면이다.
도 2는 종래의 수분 등을 함유한 혼합가스를 발생시키는 다른 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 저농도의 수분을 함유한 가스를 발생시키는 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 침투수단을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 희석수단을 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 장치에 의해 제조된 희석가스의 수분 측정치와 이론치를 도시한 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10...공급수단 11...압력조절기
20...흡착탑 21...필터
30...제1 질량유량조절기(MFC) 31...전원
40...제2 질량유량조절기 41...전원
50...침투수단 51...온도 조절기 52...삼방밸브
53...유입구 결합구 54...유출구 결합구 55...파이프
56...침투관(permeation tube) 57...물
58...오븐장치 59...오븐
60...희석수단 61...압력계 62, 63...니들밸브
64...본체 65...혼합가스 유입구
66...제로가스 유입구 67...희석가스 유출구
70...수분분석기
80...배관라인 81...배출라인 82...예열라인
본 발명은 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 1차로 수분을 혼합한 혼합가스를 발생시키고, 제로가스로 희석하여 소정 농도인 수분을 가지는 희석가스를 발생시키는 장치에 관한 것이다. 여기서, 저농도는 바람직하게는 수ppb 내지 수십 ppm 정도이지만 이 범위의 농도에 한정되지 않는다.
일반적으로 수분발생장치는 주로 수분을 이용한 물성실험, 수분분석기의 검정 등에 사용되고 있다. 시중에 판매되는 수분발생장치에는, 도 2에 도시된 병모양 형태에 침투관을 넣고 마개부분을 돌려 결합하는 침투관(permeation tube) 방식 수분발생장치와, 도 1a에 도시된 미국특허제5,324,478호에 기재되어 있으며 수분 발생부분 내부에는 물이 채워져 있고, 윗부분에 침투막을 설치하여 이 침투막을 통과한 수분과 제로가스를 혼합하는 침투장치(permeation device)방식 수분발생장치가 있었다.
특히, 도 1a, 도 1b에 도시되듯이, 침투장치(permeation device)방식 수분발생장치는 캐리어 가스의 공급장치(1), 덕트(2), 건조기(3), 필터(5), 질량유량조절기(7), 온도조절장치(13)가 부착된 침투장치(10), 'T'자형 혼합부(9)를 주요구성으로 하여, 소정의 농도인 수분을 가지는 가스를 발생시켰다. 여기서, 설명되지 않은 도면 부호 4, 6, 8, 18, 17, 20은 배관(덕트)이며, 도면부호 15, 16은 전선이며, 도면부호 11은 멤브레인이고, 도면부호 12는 오븐이며, 도면부호 19는 압력계이고, 도면부호 21은 수분분석기이고, 도면부호 22는 압력조절장치이고, 도면부호 23은 출구이다. 그리고, 도 1b는 미국특허제5,324,478호에서 인용된 미국특허제4,399, 942호에 기재된 침투장치를 도시한 도면이다. 도 1b에 도시되듯이, 침투장치는 실린더(10), 액체 챔버(14), 기체 챔버(16), 침투재료(20), 다른 침투재료(12)를 포함하여, 일정 침투율로 가스를 발생시키는 장치이다. 설명되지 않은 도면부호 18은 통로이고, 도면부호 22는 개방상단이고, 도면부호 24는 플러그이고, 도면부호 26은 개방하단이고, 도면부호 28은 조립체이고, 도면부호 30은 출구이고, 도면부호 32는 벽이고, 도면부호 34, 34는 필터이다.
이와 같은 종래의 수분발생장치에 있어서, 침투관(permeation tube) 방식 수 분발생장치는 수분발생 부분의 부피가 크고 데드볼륨이 생길 수 있으며, 일반 유량계에 의한 유량조절로 인하여 고정밀도의 유지가 어려웠다. 그리고, 침투장치(permeation device)방식 수분발생장치는 2차 희석과정이 없어 발생되는 수분의 농도 범위가 제한되었고, 이러한 침투장치의 비용이 고가이고 유지관리가 곤란하였다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치 및 방법에 관한 것으로, 침투관과 두개 이상의 질량유량조절기를 사용하여 수분의 농도 및 유량과 압력의 범위를 폭넓게 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 수분발생 부분의 크기를 작게 하고, 데드볼륨을 없애기 위해 가스의 흐름을 같은 방향으로 하며, 두 개의 질량유량조절기를 사용하여 가스 흐름의 끊김이 없이 수분의 농도를 변화시킬 수 있고, 유량과 압력을 정밀하고 폭넓게 조절하여 원하는 농도의 수분을 발생시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 해결하기 위해, 본 발명에 의한 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치는 공급가스의 공급수단과; 제로가스를 유출하도록, 상기 공급수단과 연결되며 상기 공급가스의 수분을 제거하는 흡착탑과; 상기 제로가스의 유량을 제어하도록, 상기 흡착탑의 유출구측 배관라인에 설치되는 제1 질량유량조절기와; 상기 제1 질량유량조절의 유출구와 연결되며, 일정온도에서 일정유량의 수분을 발생시키어, 유량이 제어된 상기 제로가스와 상기 수분을 혼합하여 발생된 혼합가스를 유출하는 침투수단과; 상기 제로가스의 유량을 제어하도록, 상기 흡착탑의 유출구측 배관라인에 설치되는 제2 질량유량조절기와; 상기 제2 질량유량조절의 유출구와 상기 침투수단의 유출구와 연결되며, 상기 제2 질량유량조절의 제로가스와 상기 침투수단의 혼합가스가 혼합된 희석가스를 유출하는 희석수단을; 포함한다.
또한, 바람직하게 상기 침투수단은 유입구, 유출구측에 각각 설치되며 배관라인과 연결되는 유입구, 유출구 결합구와, 상기 유입구, 유출구 결합구 사이에 위치되며 상기 유입구, 유출구 결합구와 탈착가능하게 조립되는 파이프와, 상기 파이프에 내장되며 물은 함유하는 침투관(permeation tube)과, 상기 침투관의 항온을 유지하는 오븐장치를 포함하여, 수분발생 부분의 크기를 작게 하고, 침투관의 교환이 용이하며 농도에 따라 침투관의 변경이 용이하다.
또한, 바람직하게는 상기 희석수단은 'T'자형 배관으로 'T'자형 본체와, 제로가스 유입구와, 혼합가스 유입구와, 상기 혼합가스 유입구와 평행한 희석가스 유출구를 가지며; 상기 혼합가스 유입구가 상기 'T'자형 본체의 내부로 이중관 형식으로 상기 제로가스 유입구 너머로 연장되어 있어, 가스의 흐름을 같은 방향으로 하며 데드볼륨을 없애며 혼합 또는 희석을 용이하게 한다.
그리고, 상기 희석수단의 혼합가스 유입구의 직경이 상기 혼합가스 유입구측 'T'자형 본체의 직경 1/4 내지 3/4이다.
또한, 바람직하게는 상기 공급가스는 질소이며; 압력조절기가 상기 공급가스의 공급수단과 상기 흡착탑 사이에 설치되며; 삼방밸브가 상기 침투수단과 상기 희석수단 사이에 설치되며, 나머지 유출구는 대기로 개방되며; 적어도 두 개 이상의 배출라인이 상기 희석수단의 유출구에 설치되며; 수분분석기가 상기 희석수단의 유출구에 설치되어 있다.
그리고, 본 발명에 의한 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 방법은 공급가스를 공급하는 제1 단계와; 상기 공급가스에서 수분을 제거한 제로가스를 발생시키는 제2 단계와; 침투수단에 의해, 일정온도에서 일정유량의 수분과, 제1 질량유량조절기에 의해 유량이 제어된 상기 제로가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 제3 단계와; 희석수단에 의해, 상기 제2 단계의 제로가스가 제2 질량유량조절기에 의해 유량 제어되어 유출된 제어가스와, 상기 혼합가스를 희석하여 희석가스를 발생시키는 제4 단계를; 포함한다.
바람직하게는, 상기 흡착탑은 흡착제로서 제올라이트가 구비되어, 공급가스의 수분을 제거하여 제로가스를 발생시킨다.
바람직하게는, 상기 제1, 2 질량유량조절기는 유량조절을 정밀하게 하기 위해 ±1%이내의 정밀도를 가지는 질량유량조절기이다.
또한, 바람직하게는 오븐장치는 침투관을 포함하는 오븐과 히터 및 온도조절기를 구비하여, 침투관을 50~80℃범위에서 ±0.1℃ 이내에서 일정 온도로 유지한다.
또한, 상기 희석수단에 설치된 두개의 배출라인에는 대 유량 조절밸브와 정밀 조절밸브가 구비되어, 사용유량을 제외한 나머지 유량을 배출시키고, 전체적으로 수분을 발생시키는 장치에 대해 유량 균형을 맞춘다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 저농도 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치를 나타내는 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 저농도 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치는 크게 공급수단(10), 흡착탑 또는 건조기(20), 제1 질량유량조절기(30), 제2 질량유량조절기(40), 침투수단(50), 희석수단(60), 배출라인(81)으로 이루어진다.
공급가스는 상기 공급수단(10)에 의해 공급되는 가스이며, 바람직하게는 질소가스이다. 상기 공급수단(10)은 바람직하게는 실린더, 탱크 또는 파이프 라인이며, 공급가스를 공급한다.
바람직하게는 압력조절기(11)가 상기 공급수단(10)과 상기 흡착탑(20) 사이에 설치되며, 일정한 압력으로 공급가스를 상기 흡착탑(20)에 공급한다.
상기 흡착탑(20)은 바람직하게는 흡착제로 제올라이트를 구비하여, 상기 공 공급가스 내에 존재할 수 있는 수분을 제거한다. 흡착탑(20) 등에 의해 수분이 제거된 공급가스를 제로가스라고 한다. 이러한 수분이 제거된 제로가스는 분류되어 상기 제1 질량유량조절기(30)와 상기 제2 질량유량조절기(40)로 향한다.
바람직하게는 필터(21)가 흡착탑(20)과 상기 제1, 2 질량유량조절기(30, 40)의 사이에 설치되어, 제로가스에 함유되는 이물질을 제거한다.
두 곳으로 분리되어, 한쪽은 저유량의 가스를 오븐으로 공급하는 1차 질량유량조절기(30)와 고유량으로 공급되는 제로가스의 유량을 조절하는 제2 질량유량조절기(40)가 구비된다.
상기 제1 질량유량조절기(30)는 바람직하게는 ±1%이내의 정밀도를 가지는 질량유량조절기(Mass Flow Controller)이며, 상기 제로가스의 유량을 제어하여, 일정 유량이 상기 침투수단(50)에 유입되게 한다.
도 3, 4에 도시되듯이, 상기 침투수단(50)은 유입구, 유출구 결합구(53, 54)와, 파이프(55)와, 침투관(permeation tube, 56)과, 오븐장치(58)를 포함하여, 일정유량의 수분을 발생시키고, 상기 수분을 유입된 일정 유량의 제로가스와 혼합하여 유출한다. 혼합가스는 이와 같이 1차적으로 수분과 제로가스가 혼합되어 발생되는 가스를 말한다.
상기 유입구, 유출구 결합구(53, 54)는 흔히 배관의 연결에 사용되는 죠인트 또는 금구이며 각각 유입구측, 유출구측 배관라인(80)에 설치된다.
상기 파이프(55)는 상기 유입구, 유출구 결합구(53, 54) 사이에 위치되며 상기 유입구, 유출구 결합구(53, 54)와 탈착가능하게 조립되며, 그 내부에는 상기 침투관(56)을 내장하며, 그 길이는 상기 침투관(56)의 길이에 따라 가변적이다.
상기 침투관(permeation tube, 56)는 바람직하게는 비침투성의 양단의 플러그와, 침투성이며 바람직하게는 테플론 튜브와, 상기 튜브의 내부에 수납되는 물(57)로 이루어지져, 일정온도에 일정 유량의 수분을 공급한다. 침투관의 길이 및 튜브의 재질, 두께에 따라 침투율은 변경된다. 이러한 침투관은 시중에 시판되고 있다.
상기 오븐장치(58)는 상기 침투관(56)을 포함하는 프레임인 오븐(59)과, 오븐을 가열하는 히터(미도시)와, 상기 오븐(59)의 온도를 측정하고 상기 히터를 제어하는 온도조절기(51)로 이루어져, 상기 침투관(56)이 일정온도, 예를 들어 50~80℃범위중 일정온도로 유지되게 한다. 경우에 따라서는 상기 오븐장치(58)는 단열재로 이루어지는 단순한 장치일 수 있다.
바람직하게는 예열라인(82)이 상기 침투관(56)의 유입구측에 설치되며 나선 형태로 굴곡된 배관이며, 오븐 내의 온도와 공급되는 제로가스의 온도 차이를 줄인다.
바람직하게는 상기 파이프(55)는 스테인리스 튜브이며 부피가 작으며, 압력이 높은 경우에서도 기밀이 유지되며, 제로가스와 침투관(56)의 접촉이 원활하게 한다. 또한 침투관(56) 내부에서 제로가스를 향해 발생되는 수분의 유량은 침투관(56) 막의 침투성, 침투관(56)의 온도 및 침투관(56) 막 사이의 부분압에 영향을 받는다. 그 중에서 가장 중요한 요인은 침투관(56)의 온도이며, 침투관(56)의 온도는 일정하게 유지해야 일정량의 수분이 침투되어 일정한 수분이 발생된다.
이에 따라 본 발명에서는 히터를 가열하여 오븐 내의 공기가 가열되고, 가열된 공기는 팬(미도시)으로 대류되어 오븐의 전체온도가 균일하게 유지되며, 상기 온도조절기(51)가 적극적으로 소정 온도로 유지하기 위해 제어하여, 상기 침투 관(56)의 온도를 일정하게 유지한다.
삼방밸브(52)가 상기 침투수단(50)과 상기 희석수단(60) 사이에 설치되며, 나머지 유출구는 대기로 개방되어, 본 발명에 의한 장치가 가동되기 전에 퍼지(PURGE)용으로 사용된다.
한편, 상기 제2 질량유량조절기(40)는 바람직하게는 ±1%이내의 정밀도를 가지는 질량유량조절기(Mass Flow Controller)이며, 상기 흡착탑(20)의 유출구측과 연결되어, 상기 제로가스의 유량을 제어하여, 일정 유량이 상기 희석수단(60)에 유입되게 한다.
도 5에 도시되듯이, 상기 희석수단(60)은 'T'자형 배관으로 'T'자형 본체(64)와, 제로가스 유입구(66)와, 혼합가스 유입구(65)와, 상기 혼합가스 유입구와 평행한 희석가스 유출구(67)를 가지며, 상기 혼합가스 유입구가 상기 'T'자형 본체의 내부로 이중관 형식으로 상기 제로가스 유입구(66) 너머로 연장되어, 가스의 흐름을 같은 방향으로 하며 데드볼륨을 없애며 혼합 또는 희석을 용이하게 한다. 상기 제로가스가 상기 'T'자형 본체(64)의 내부로 위에서 유입되고 상기 혼합가스 유입구(65)의 외부에서 밀고 나오면서 상기 혼합가스 유입구(65)에서 유출되는 혼합가스를 희석시킨다.
예를 들어 상기 희석수단의 혼합가스 유입구(65)의 직경이 1/8인치이며, 상기 혼합가스 유입구측 'T'자형 본체의 직경 및 제로가스 유입구(66)의 직경과 희석가스 유출구(67)의 직경은 1/4인치이다.
이와 같이 희석된 일정한 수분의 농도를 포함한 가스는 배관라인(80)을 통해 이송된다.
두 개의 배출라인(81)이 상기 배관라인(80)에서 분기되어 있으며 각각의 배출라인(81)에는 두 개의 조절밸브(62, 63)가 구비되어, 희석가스의 유량과 압력을 정밀하게 조절한다.
바람직하게는 수분분석기(70)가 상기 배출라인(81)측 배관라인(80)에 설치되어, 발생된 가스의 수분을 측정한다.
이하, 본 발명에 의한 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 방법을 설명한다.
본 발명에 의한 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 방법은 공급가스를 공급하는 제1 단계와; 상기 공급가스에서 수분을 제거한 제로가스를 발생시키는 제2 단계와; 침투수단(50)에 의해, 일정온도에서 일정유량의 수분과, 제1 질량유량조절기(30)에 의해 유량이 제어된 상기 제로가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 제3 단계와; 희석수단(60)에 의해, 상기 제2 단계의 제로가스가 제2 질량유량조절기(40)에 의해 유량 제어되어 유출된 제어가스와, 상기 혼합가스를 희석하여 희석가스를 발생시키는 제4 단계를; 포함한다.
바람직하게는 도 5에 도시되듯이, 상기 희석수단(60)은 'T'자형 배관으로 'T'자형 본체(64)와, 제로가스 유입구(66)와, 혼합가스 유입구(65)와, 상기 혼합가스 유입구와 평행한 희석가스 유출구(67)를 가지며, 상기 혼합가스 유입구가 상기 'T'자형 본체의 내부로 이중관 형식으로 상기 제로가스 유입구(66) 너머로 연장되 어, 가스의 흐름을 같은 방향으로 하며 데드볼륨을 없애며 혼합 또는 희석을 용이하게 한다. 상기 제로가스가 상기 'T'자형 본체(64)의 내부로 위에서 유입되고 상기 혼합가스 유입구(65)의 외부에서 밀고 나오면서 상기 혼합가스 유입구(65)에서 유출되는 혼합가스를 희석시킨다.
바람직하게는 도 3, 4에 도시되듯이, 상기 침투수단(50)은 유입구, 유출구 결합구(53, 54)와, 파이프(55)와, 침투관(permeation tube, 56)과, 오븐장치(58)를 포함하여, 일정유량의 수분을 발생시키고, 상기 수분을 유입된 일정 유량의 제로가스와 혼합하여 유출한다. 혼합가스는 이와 같이 1차적으로 수분과 제로가스가 혼합되어 발생되는 가스를 말한다. 제조방법에 사용되는 상기 침투수단(50), 희석수단(60) 등은 바람직하게는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치에 사용되는 침투수단, 희석수단 등과 동일하므로 설명은 생략한다.
본 발명의 저농도 수분을 발생시키는 장치는 다음과 같은 과정으로 저농도 수분을 발생시킨다.
공급가스는 압력조절기(11)를 통해 일정한 압력으로 공급된다. 상기 공급가스는 흡착제로 채워진 흡착탑(20)를 거쳐 수분이 완전히 제거된 제로가스로 된다. 상기 제로가스는 두 곳으로 분리되어, 한쪽은 제1 질량유량조절기(30)를 통해 저유량으로 침투수단(50)으로 공급되고, 다른 한쪽은 제2 질량유량조절기(40)를 통해 고유량으로 공급되어 상기 침투수단(50)에 의해 발생된 혼합가스와 혼합되어 수분의 농도를 희석시킨다. 수분의 농도는 제2 질량유량조절기(40)의 유량 조절을 통해 용이하게 변화된다.
이와 같이 발생된 희석가스는 배관라인(80)을 통해 이송되며, 두개의 조절밸브(62,63)가 구비된 두개의 배출라인(81)을 통해 가스 흐름의 유량과 압력이 정밀하게 조절된다.
한편, 본 발명의 저농도 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치를 사용하여 저농도 수분 발생 실험을 다음과 같이 실시하였다.
1) 공급가스 배관라인을 충분히 퍼지한다. 그런 후 공급수단의 유출구쪽과 배관라인을 연결하며 압력조절기로 압력을 조절한다. 경우에 따라 압력을 낮추거나 올릴 수도 있다(0~0.35MPa).
2) 제1 질량유량조절기와 제2 질량유량조절기의 유량을 최대로 하여 공급가스 또는 제로가스를 공급하면서 전체 배관라인을 퍼지한다.
3) 오븐의 온도를 60℃로 설정하여 유지되고 있는지 확인한다.
4) 충분히 퍼지 한 후 수분분석기와 연결하고, 수분분석기로 들어가는 가스의 조건에 맞게 두 개의 밸브로 유량과 압력을 조절한다.
5) 우선 수분이 포함되지 않은 제로가스를 수분분석기로 공급하면서 수분분석기에서 수분의 농도가 제로임을 확인하고, 수분이 함유된 가스를 공급한다.
7) 제2 질량유량조절기로 제로가스의 유량을 조절하여 희망하는 농도로 희석시킨다.
8) 배관라인에서 분기된 배출라인에 있는 두개의 밸브로 유량과 압력을 조 절한다.
9) 수분분석기의 측정값으로 수분의 농도를 확인한다.
도 6에는 상기 실험에 따른 측정치(수분측정농도)와, 유량에 기초하여 계산된 이론치(수분발생농도)가 도시되어 있다.
제로가스, 367 ppb, 613 ppb, 996 ppb, 1,449 ppb, 996 ppb, 613 ppb, 367 ppb, 제로가스의 순서로 수분의 농도를 증가시켰다 내리는 방법으로 진행하였다.
수분분석기의 분석 결과로 저농도 수분을 발생시키는 장치에서 발생된 수분의 농도와 상대오차 ±5% 이내의 일치함을 확인할 수 있었다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 두 개의 질량유량조절기를 사용하여 가스 흐름의 끊김이 없이 수분의 농도를 변화시킬 수 있고, 유량과 압력을 정밀하고 폭넓게 조절할 수 있기 때문에 원하는 농도의 수분을 발생시켜 다양한 수분분석기의 검정을 할 수 있고, 품질관리가 용이하며, 일정한 농도를 가지는 수분을 이용한 다양한 테스트가 가능한 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 침투관을 포함하는 침투수단에 의해, 수분발생 부분의 크기가 작고, 침투관의 교환이 용이하며, 침투율 변경을 위한 침투관의 변경이 용이한 작용효과가 있다.
또한, 본 발명은 이중관 형식의 희석수단에 의해, 가스의 흐름을 같은 방향으로 하며 데드볼륨이 없어지며 혼합이 용이한 작용효과가 있다.

Claims (8)

  1. 공급가스의 공급수단과;
    제로가스를 유출하도록, 상기 공급수단과 연결되며 상기 공급가스의 수분을 제거하는 흡착탑과;
    상기 제로가스의 유량을 제어하도록, 상기 흡착탑의 유출구측 배관라인에 설치되는 제1 질량유량조절기와;
    상기 제1 질량유량조절의 유출구와 연결되며, 일정온도에서 일정유량의 수분을 발생시키어, 유량이 제어된 상기 제로가스와 상기 수분을 혼합하여 발생된 혼합가스를 유출하는 침투수단과;
    상기 제로가스의 유량을 제어하도록, 상기 흡착탑의 유출구측 배관라인에 설치되는 제2 질량유량조절기와;
    상기 제2 질량유량조절의 유출구와 상기 침투수단의 유출구와 연결되며, 상기 제2 질량유량조절의 제로가스와 상기 침투수단의 혼합가스가 혼합된 희석가스를 유출하는 희석수단을; 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치.
  2. 제1항에서, 상기 흡착탑에는 흡착제로서 제올라이트가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 침투수단은 유입구, 유출구측에 각각 설치되며 배관라인과 연결되는 유입구, 유출구 결합구와, 상기 유입구, 유출구 결합구 사이에 위치되며 상기 유입구, 유출구 결합구와 탈착가능하게 조립되는 파이프와, 상기 파이프에 내장되며 물은 함유하는 침투관(permeation tube)과, 상기 침투관의 항온을 유지하는 오븐장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 희석수단은 'T'자형 배관으로, 'T'자형 본체와, 제로가스 유입구와, 혼합가스 유입구와, 상기 혼합가스 유입구와 평행한 희석가스 유출구를 가지며; 상기 혼합가스 유입구가 상기 'T'자형 본체의 내부로 이중관 형식으로 상기 제로가스 유입구 너머로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치.
  5. 제4항에서, 상기 공급가스는 질소이며; 압력조절기가 상기 공급가스의 공급수단과 상기 흡착탑 사이에 설치되며; 삼방밸브가 상기 침투수단과 상기 희석수단 사이에 설치되며, 나머지 유출구는 대기로 개방되며; 적어도 두 개 이상의 배출라인이 상기 희석수단의 유출구에 설치되며; 수분분석기가 상기 희석수단의 유출구에 설치되어 있는 것을; 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치.
  6. 공급가스를 공급하는 제1 단계와;
    상기 공급가스에서 수분을 제거한 제로가스를 발생시키는 제2 단계와;
    침투수단에 의해, 일정온도에서 일정유량의 수분과, 제1 질량유량조절기에 의해 유량이 제어된 상기 제로가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 제3 단계와;
    희석수단에 의해, 상기 제2 단계의 제로가스가 제2 질량유량조절기에 의해 유량 제어되어 유출된 제어가스와 상기 혼합가스를 희석하여 희석가스를 발생시키는 제4 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 방법.
  7. 제6항에서, 상기 침투수단은 유입구, 유출구측에 각각 설치되며 배관라인과 연결되는 유입구, 유출구 결합구와, 상기 유입구, 유출구 결합구 사이에 위치되며 상기 유입구, 유출구 결합구와 탈착가능하게 조립되는 파이프와, 상기 파이프에 내장되며 물은 함유하는 침투관(permeation tube)과, 상기 침투관의 항온을 유지하는 오븐장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에서, 상기 희석수단은 'T'자형 배관으로 'T'자형 본체와, 제로가스 유입구와, 혼합가스 유입구와, 상기 혼합가스 유입구와 평행한 희석가스 유출구를 가지며; 상기 혼합가스 유입구가 상기 'T'자형 본체의 내부로 이중관 형식으로 상기 제로가스 유입구 너머로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 방법.
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