KR101384986B1 - 암석 열전도도 측정용 시료 홀더 및 이의 사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더는 열전도도를 측정하기 위한 대상 암석의 시료가 내부에 충진되는 시료 충진부; 상기 시료 충진부의 상부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부를 상부에서 밀폐하는 상부 커버부; 및 상기 시료 충진부의 하부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부를 하부에서 밀폐하는 하부 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

암석 열전도도 측정용 시료 홀더 및 이의 사용방법{sample holder for measuring thermal conductivity of rocks and using method of the same}

본 발명은 암석 열전도도 측정용 시료 홀더 및 이의 사용방법에 관한 것으로서, 암석 시료의 열전도도를 용이하게 측정할 수 있는 암석 열전도도 측정용 시료 홀더 및 이의 사용방법에 관한 것이다.

열전도도는 물체 내부의 등온면을 통해 단위시간에 단위면적당 흐르는 열량과 이 방향의 온도구배와의 비로 정의될 수 있다.

일반적으로, 암석의 열전도도를 측정하기 위해서는 암석 열전도도 측정장치에 암석 시료를 설치한 후 암석 시료에 열을 공급함으로써 측정할 수 있는데, 이때, 암석 시료를 상기 암석 열전도도 측정장치에 설치하기 위해서는 암석 시료를 내부에 충진할 수 있는 시료 홀더가 필요하다.

도 1은 종래의 반도체 광소자 시료 홀더의 구성도이다.

예를 들어, 출원번호 제10-2000-0005618호는 반도체 광소자 시료 홀더를 소개하고 있는데, 상기 출원은 도 1에 도시된 바와 같이, 얇은 반도체 시료가 깨지지 않도록 마운팅(mounting) 기술을 이용하여 반도체 광소자의 전,후 단면에 무반사 코팅을 하도록 할 수 있다.

도 2는 종래의 엑스선 회절분석장치의 시료 홀더의 구성도이다.

또한, 출원번호 제10-2008-0053061호는 엑스선 회절분석장치의 시료 홀더를 소개하고 있는데, 상기 출원은 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 부재를 높이조절이 가능하도록 상호 나사결합시켜 분석하려는 시료에 따라 각각 별도의 시료홀더를 사용할 수 있다.

한편, 상기 출원에 소개된 각각의 시료 홀더는 그 구조상 암석을 충진할 수 없는데, 암석의 열전도도를 측정하기 위해서는 먼저, 암석 시료를 시료 홀더에 충진할 수 있어야 하고, 이후, 상기 시료 홀더를 암석 열전도도 측정장치에 용이하게 설치할 수 있어야 한다.

암석의 열전도도를 측정하기 위해 사용된 종래의 시료 홀더는 암석 시료를 시료 홀더 내부에 충진할 수 있지만, 암석 시료에 공급된 열이 암석과 접촉하는 시료 홀더에 직접 전달되어 열손실이 발생됨으로써 암석의 정확한 열전도도를 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 암석 시료가 충진되는 시료 충진부를 폴리 카보네이트 재질로 형성하여 시료 충진부로의 열 전달을 차단하면서 시료 충진부를 밀폐하는 상하부 커버부를 열전도도가 높은 구리 재질로 형성하여 열 전달을 용이하게 함으로써 암석 시료의 열전도도를 용이하게 측정할 수 있는 암석 열전도도 측정용 시료 홀더 및 이의 사용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더는 열전도도를 측정하기 위한 대상 암석의 시료가 내부에 충진되는 시료 충진부; 상기 시료 충진부의 상부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부를 상부에서 밀폐하는 상부 커버부; 및 상기 시료 충진부의 하부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부를 하부에서 밀폐하는 하부 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 충진부는 상하부가 개방된 원통 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 충진부는 폴리 카보네이트 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료는 암석 또는 암편과 물의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 충진부는 내부에서 발생되는 기포를 외부로 배출하는 기포 배출구가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기포 배출구는 상기 시료 충진부의 외부에 설치되는 기포 제거 펌프에 연결되며, 상기 기포 제거 펌프는 펌핑에 의해 상기 기포를 상기 시료 충진부 내부에서 상기 기포 제거 펌프로 배출시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 커버부는, 상기 시료 충진부의 상단에 밀착되는 상부 밀폐부; 및 상기 상부 밀폐부에 단차지게 연결되며 상기 시료 충진부에 삽입되는 상부 삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 커버부는, 상기 시료 충진부의 하단에 밀착되는 하부 밀폐부; 및 상기 하부 밀폐부에 단차지게 연결되며 상기 시료 충진부에 삽입되는 하부 삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 커버부 및 하부 커버부는 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용 방법은 폴리 카보네이트 재질로 이루어지는 시료 충진부의 상부로부터 구리 재질의 상부 커버부를 분리시켜 상기 시료 충진부의 상부를 개방하는 개방단계; 상기 시료 충진부의 내부로 대상 암석의 시료를 충진하는 시료 충진단계; 및 상기 시료 충진부의 상부에 상기 상부 커버부를 결합시켜 상기 시료 충진부의 상부를 밀폐하는 밀폐단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밀폐단계 이후, 상기 시료 충진부 내부에 기포가 발생하는 경우, 상기 시료 충진부에 형성된 기포 배출구에 기포 제거 펌프를 연결하여 펌핑에 의해 상기 기포를 상기 기포 제거 펌프로 배출시키는 기포 제거단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 기포 제거단계 이후, 상기 시료 홀더를 암석 열전도도 측정장치에 결합시켜 상기 대상 암석의 열전도도를 측정하는 열전도도 측정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더 및 이의 사용방법에 의하면, 암석 시료가 충진되는 시료 충진부를 폴리 카보네이트 재질로 형성하여 시료 충진부로의 열 전달을 차단하면서 시료 충진부를 밀폐하는 상하부 커버부를 열전도도가 높은 구리 재질로 형성하여 열 전달을 용이하게 함으로써 암석 시료의 열전도도를 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 시료 충진부에 기포 배출구를 형성하여 시료 충진부 내부에서 발생되는 기포를 시료 충진부 외부로 용이하게 배출함으로써 암석 시료의 열전도도를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 반도체 광소자 시료 홀더의 구성도이다.
도 2는 종래의 엑스선 회절분석장치의 시료 홀더의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시료 충진부의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 상부 커버부의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 하부 커버부의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 시료 충진부에 기포 제거 펌프를 연결한 모습을 보여주는 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법의 제 1블럭도이다.
도 9는 본 발명에 따른 시료 홀더에 대상 암석의 시료를 충진하는 모습을 보여주는 도이다.
도 10은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법의 제 2블럭도이다.
도 11은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법의 제 3블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더는 도 3에 도시된 바와 같이, 시료 충진부(100), 상부 커버부(200) 및 하부 커버부(300)를 포함한다.

상기 시료 충진부(100)는 열전도도를 측정하기 위한 대상 암석의 시료가 내부에 충진될 수 있는데, 여기서, 상기 시료는 암석 또는 암편과 물의 혼합물로 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 시료 충진부의 구성도이다.

상기 시료 충진부(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상하부가 개방된 원통 형상으로 이루어질 수 있는데, 상기 시료 충진부(100)는 외주면에 내부에서 발생되는 기포를 외부로 배출하는 기포 배출구(110)가 형성될 수 있다.

일반적으로, 기포는 열전도도가 낮아 상기 시료 충진부(100) 내부에 충진된 시료의 열전도도를 측정하는데 있어 방해 요소로 작용할 수 있다.

따라서, 상기 시료 충진부(100) 내부에 충진된 시료의 정확한 열전도도를 측정하기 위해서는 상기 기포를 상기 시료 충진부(100) 내부에서 제거할 필요가 있다.

상기 기포 배출구(110)는 상기 시료 충진부(100) 내부에 시료가 충진된 경우 내압에 의해 폐쇄될 수 있고, 상기 시료 충진부(100) 내부에서 발생된 기포를 제거하기 위해 후술할 기포 제거 펌프와 연결된 경우 개방될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 시료 충진부에 기포 제거 펌프를 연결한 모습을 보여주는 도이다.

구체적으로, 상기 기포 배출구(110)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 시료 충진부(100)의 외부에 설치되는 기포 제거 펌프(400)에 연결되는 경우 개방되어 상기 기포 제거 펌프(400)와 연통될 수 있는데, 상기 기포 제거 펌프(400)는 펌핑에 의해 상기 기포를 상기 시료 충진부(100) 내부에서 상기 기포 제거 펌프(400)로 배출시킴으로서 상기 기포를 상기 시료 충진부(100) 내부에서 제거할 수 있다.

한편, 상기 시료 충진부(100)는 열전도도가 낮은 폴리 카보네이트 재질로 이루어질 수 있는데, 상기 시료 충진부(100)가 폴리 카보네이트 재질로 이루어짐으로써 상기 시료에 공급된 열이 상기 시료 충진부(100)로 전달되지 않고 고온부에서 저온부로 용이하게 전달될 수 있다.

상기 상부 커버부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시료 충진부(100)의 상부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부(100)를 상부에서 밀폐할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 상부 커버부의 구성도이다.

상기 상부 커버부(200)는 열전도도가 높은 구리 재질로 이루어짐으로써 열을 용이하게 전달할 수 있는데, 상기 상부 커버부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 밀폐부(210) 및 상부 삽입부(220)를 포함할 수 있다.

상기 상부 밀폐부(210)는 상기 시료 충진부(100)의 상단에 밀착되어 상기 시료 충진부(100)의 상부를 밀폐시킬 수 있다.

상기 상부 삽입부(220)는 상기 상부 밀폐부(210) 하부에 단차지게 연결되며 상기 시료 충진부(100)에 삽입됨으로써 상기 시료 충진부(100)에 충진된 시료와 접촉될 수 있다.

상기 하부 커버부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시료 충진부(100)의 하부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부(100)를 하부에서 밀폐할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 하부 커버부의 구성도이다.

상기 하부 커버부(300)는 상기 상부 커버부(200)와 동일하게 열전도도가 높은 구리 재질로 이루어짐으로써 열을 용이하게 전달할 수 있는데, 상기 하부 커버부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 밀폐부(310) 및 하부 삽입부(320)를 포함할 수 있다.

상기 하부 밀폐부(310)는 상기 시료 충진부(100)의 하단에 밀착되어 상기 시료 충진부(100)의 하부를 밀폐시킬 수 있다.

상기 하부 삽입부(320)는 상기 하부 밀폐부(310) 상부에 단차지게 연결되며 상기 시료 충진부(100)에 삽입됨으로써 상기 시료 충진부(100)에 충진된 시료와 접촉될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더(1)는 시료가 충진되는 시료 충진부(100)를 폴리 카보네이트 재질로 형성하여 시료 충진부로(100)의 열 전달을 차단할 수 있고, 또한, 시료 충진부(100)를 밀폐하는 상부 커버부(200) 및 하부 커버부(300)를 열전도도가 높은 구리 재질로 형성하여 열 전달을 용이하게 할 수 있으므로, 암석 시료의 열전도도를 용이하게 측정할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법을 상세히 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법의 제 1블럭도이다.

본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 개방단계(S10), 시료 충진단계(S20) 및 밀폐단계(S30)를 포함한다.

도 9는 본 발명에 따른 시료 홀더에 대상 암석의 시료를 충진하는 모습을 보여주는 도이다.

상기 개방단계(S10)는 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 폴리 카보네이트 재질로 이루어지는 시료 충진부(100)의 상부로부터 구리 재질의 상부 커버부(200)를 분리시켜 상기 시료 충진부(100)의 상부를 개방하는 단계이다.

상기 시료 충진단계(S20)는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 시료 충진부(100)의 내부로 열전도도를 측정하고자 하는 대상 암석의 시료를 충진하는 단계이다.

상기 밀폐단계(S30)는 도 9의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 시료 충진부(100)의 상부에 상기 상부 커버부(200)를 결합시켜 상기 시료 충진부(100)의 상부를 밀폐하는 단계이다.

도 10은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법의 제 2블럭도이다.

또한, 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법은 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 밀폐단계(S30) 이후, 기포 제거단계(S40)를 더 포함할 수 있다.

상기 기포 제거단계(S40)는 상기 시료 충진부(100) 내부에 기포가 발생하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 시료 충진부(100)에 형성된 기포 배출구(110)에 기포 제거 펌프(400)를 연결하여 펌핑에 의해 상기 기포를 상기 기포 제거 펌프(400)로 배출시키는 단계이다.

도 11은 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법의 제 3블럭도이다.

더불어, 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더의 사용방법은 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 기포 제거단계(S40) 이후, 열전도도 측정단계(S50)를 더 포함할 수 있다.

상기 열전도도 측정단계(S50)는 도 9의 (d)에 도시된 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더를 암석 열전도도 측정장치(미도시)에 결합시켜 상기 대상 암석의 열전도도를 측정하는 단계이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 암석 열전도도 측정용 시료 홀더 및 이의 사용방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1:시료 홀더
100:시료 충진부 110:기포 배출구
200:상부 커버부 210:상부 밀폐부
220:상부 삽입부 300:하부 커버부
310:하부 밀폐부 320:하부 삽입부
400:기포 제거 펌프
S10:개방단계
S20:시료 충진단계
S30:밀폐단계
S40:기포 제거단계
S50:열전도도 측정단계

Claims (12)

1. 열전도도를 측정하기 위한 대상 암석의 시료가 내부에 충진되는 폴리 카보네이트 재질로 이루어지는 시료 충진부;
   상기 시료 충진부의 상부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부를 상부에서 밀폐하는 구리 재질로 이루어지는 상부 커버부; 및
   상기 시료 충진부의 하부에 착탈가능하게 결합되어 상기 시료 충진부를 하부에서 밀폐하는 구리 재질로 이루어지는 하부 커버부;를 포함하고,
   상기 시료 충진부는 내부에서 발생되는 기포를 외부로 배출하는 기포 배출구가 외주면에 형성되며,
   상기 기포 배출구는 상기 시료 충진부의 외부에 설치되는 기포 제거 펌프에 연결되어 개방되고,
   상기 기포 제거 펌프는 펌핑에 의해 상기 기포를 상기 시료 충진부 내부에서 상기 기포 제거 펌프로 배출시키며,
   상기 상부 커버부는,
   상기 시료 충진부의 상단에 밀착되어 상기 시료 충진부의 상부를 밀폐시키는 상부 밀폐부; 및
   상기 상부 밀폐부 하부에 단차지게 연결되며 상기 시료 충진부에 삽입되어 상기 시료 충진부에 충진된 시료와 접촉하는 상부 삽입부;를 포함하고,
   상기 하부 커버부는,
   상기 시료 충진부의 하단에 밀착되어 상기 시료 충진부의 하부를 밀폐시키는 하부 밀폐부; 및
   상기 하부 밀폐부 상부에 단차지게 연결되며 상기 시료 충진부에 삽입되어 상기 시료 충진부에 충진된 시료와 접촉하는 하부 삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 암석 열전도도 측정용 시료 홀더.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시료 충진부는 상하부가 개방된 원통 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 암석 열전도도 측정용 시료 홀더.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 시료는 암석 또는 암편과 물의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 암석 열전도도 측정용 시료 홀더.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

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