KR101503235B1 - 측정대상물의 성장길이 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측정대상물의 성장길이 측정장치에 관한 것으로서 성장챔버 내부에 수용된 측정대상물의 성장길이 측정장치에 있어서, 상하방향으로 길게 연통되며 상기 성장챔버 상부에 배치되는 승하강가이드 및 소정의 길이를 가지며 일측에 제1자성체가 구비되고 상하방향으로 배치되어 상기 승하강가이드 내부에서 승하강하는 탐침봉을 포함하는 탐침유닛, 상기 승하강가이드의 외면 일부를 감싸며 상기 제1자성체에 대응하여 배치되는 제2자성체가 구비되고, 외력에 의해서 선택적으로 상기 승하강가이드를 따라 상기 탐침봉과 함께 승하강하는 승하강부 및 상기 승하강부의 승하강에 따른 이동거리를 측정하는 측정부를 포함하는 측정유닛 및 상기 승하강부상에 구비되며 상기 탐침봉의 일측 끝단부를 감지하는 위치감지센서를 포함하며, 상기 위치감지센서의 감지 여부에 따라 승하강부의 구동이 조절되는 감지유닛을 포함하는 측정대상물의 성장길이 측정장치가 개시된다.

Description

측정대상물의 성장길이 측정장치{ Measuring Apparatus for Growing Length of Measuring Object}
본 발명은 측정대상물의 성장길이 측정장치에 관한 것으로서, 성장챔버 내부에서 성장하는 측정대상물의 성장 정도를 측정할 수 있는 측정대상물의 성장길이 측정장치에 관한 것이다.
현재 LED 기술의 발전과 함께 LED 소자의 기본이 되는 사파이어 기판제작용 잉곳을 만드는 기술도 함께 동반 성장해 가고 있다.
사파이어 단결정은, 능면체정계(菱面體晶系)의 결정구조 혹은 육방정계로 근사되는 결정구조를 갖는 단결정이다. 사파이어 단결정은, 그 뛰어난 기계적 특성이나 화학적 안정성, 광학특성때문에 공업재료로서 널리 이용되고 있으며, 특히, 청색, 백색계 발광 다이오드(LED)를 제조하기 위한 GaN 막형성기판으로서 이용되고 있다.
이러한 사파이어 단결정의 육성에는 쵸크랄스키, 키로플로스, 이지에프, 에이치이엠(이하 “햄“공법이라함) 등이 대표적이라 할 수 있는데 그 중 가장 각광 받고 있는 공법은 햄 공법이다.
햄공법은 성장로 내부에 시드가 놓여지고 상부에 액체상태의 원료가 놓여지며, 외부로부터 별도의 냉매(헬륨)를 이용하여 시드와 열교환 시킴으로써, 시드를 중심으로 액체상태의 원료가 경화되며 성장하도록 하는 방법이다.
그러나 햄 공법을 사용하는 장비는 성장로를 가열시키는 핫존의 변형에서 오는 구조적 열재현성 부족 및 냉매의 양적 제어가 어려워서 생기는 열적 불안정성 때문에 매 시간의 잉곳 생산 속도가 달라지는 현상이 발생 된다.
이와 같은 현상 때문에 햄 공법의 장비는 탐침 장치를 사용하여 사파이어 잉곳 성장 속도를 측정하고 지정 성장 속도를 벗어나게 되면 작업자가 임의로 성장 조건을 조작하여 원하는 성장 속도로 복귀되도록 조정하는 방법으로 잉곳을 생산하는 것이 현실이다.
그리고 이와 같이 사파이어 잉곳의 성장속도를 정확하게 측정하기 위해서 사용자가 수작업을 해야 하기 때문에, 사파이어 잉곳의 성장 자동화에 있어서 가장 큰 걸림돌이 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 측정대상물의 성장길이 측정장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 성장챔버 내부로 삽입되어 측정대상물과 접촉하는 탐침봉의 위치를 감지하는 위치감지센서를 이용해 경화된 측정대상물과 탐침봉의 접촉지점을 정밀하게 측정하여 측정대상물의 성장길이를 측정할 수 있는 측정대상물의 성장길이 측정장치를 제공함에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 성장챔버 내부에 수용된 측정대상물의 성장길이 측정장치에 있어서, 상하방향으로 길게 연통되며 상기 성장챔버 상부에 배치되는 승하강가이드 및 소정의 길이를 가지며 일측에 제1자성체가 구비되고 상하방향으로 배치되어 상기 승하강가이드 내부에서 승하강하는 탐침봉을 포함하는 탐침유닛, 상기 승하강가이드의 외면 일부를 감싸며 상기 제1자성체에 대응하여 배치되는 제2자성체가 구비되고, 외력에 의해서 선택적으로 상기 승하강가이드를 따라 상기 탐침봉과 함께 승하강하는 승하강부, 상기 성장챔버 외부에서 상기 승하강부를 승하강시키는 동작프레임 및 상기 승하강부의 승하강에 따른 이동거리를 측정하는 측정부를 포함하는 측정유닛 및 상기 승하강부상에 구비되며 상기 탐침봉의 일측 끝단부가 해당지점에 위치하는지를 감지하는 위치감지센서를 포함하며, 상기 위치감지센서의 감지 여부에 따라 승하강부의 구동을 조절하는 감지유닛을 포함한다.
또한, 상기 감지유닛은 상기 승하강부상에서 상기 위치감지센서보다 상대적으로 낮은 위치에 구비되어 상기 탐침봉의 상측 끝단부를 감지하는 안전감지센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지유닛은 상기 안전감지센서의 감지상태에 따라 선택적으로 승하강부의 구동을 멈추는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 고온의 성장챔버 내부와 연통된 승하강가이드 내부에서 승하강하는 탐침봉 및 승하강가이드 외부에서 자력을 이용하여 탐침봉을 승하강 시키는 승하강부를 구비하며, 탐침봉과 승하강부의 위치 변화를 감지하는 위치감지센서를 이용하여 측정대상물의 성장길이를 측정함으로써, 측정대상물의 성장길이를 지속적으로 측정할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 탐침봉과 승하강부의 인접상태를 지속적으로 감지하는 안전감지센서를 구비하여, 탐침봉의 추락여부를 자동으로 판단함과 동시에 별도의 제어부를 구비하여 탐침봉의 추락 시 승하강부의 승하강을 멈춤으로써, 성장길이 측정장치의 오작동 시 즉각적으로 대처할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 성장챔버 내부에서 성장하는 측정대상물의 성장길이를 주기적으로 측정하며, 측정결과를 바탕으로 측정대상물의 성장속도를 조절할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 성장길이 측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면;
도 2는 도 1의 성장길이 측정장치에서 승하강부 및 감지유닛의 구성을 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 승하강부 및 감지유닛의 구성을 나타낸 단면도;
도 4는 도 1의 성장길이 측정장치에서 탐침봉이 하강하며 도가니 내부로 삽입되는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 1의 성장길이 측정장치에서 탐침봉이 승하강부와 함께 하강하는 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 5의 탐침봉이 경화된 측정대상물에 접촉한 상태를 나타낸 도면; 및
도 7은 도 5의 성장길이 측정장치에서 탐침봉이 분리되어 추락하는 상태를 나타낸 도면.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 측정대상물의 성장길이 측정장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.
또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 성장챔버(400) 내부에 수용된 측정대상물(S)의 성장길이를 측정하는 성장길이 측정장치에 관한 것으로써, 구체적으로는 `햄`공법을 이용하여 성장챔버(400) 내부에서 경화되는 측정대상물(S)의 잉곳이 성장하는 높이를 측정하며, 측정 결과에 따라 측정대상물(S)의 성장 속도를 조절하도록 하는 측정대상물(S)의 성장길이 측정장치이다.여기서 측정대상물(S)이라 함은 다양한 형태의 재료가 적용될 수 있으며, 본 실시예에 따른 성장길이 측정장치는 사파이어 잉곳을 위한 장치로 적용하여 설명한다.
본 발명에 따른 성장길이 측정장치는 크게 탐침유닛(100), 측정유닛(200) 및 감지유닛(300)을 포함한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 측정대상물(S)의 성장길이 측정장치와 함께, 측정대상물(S)이 성장하는 성장챔버(400)를 포함하여 설명한다.
성장챔버(400)는 내부에 원료상태인 측정대상물(S)이 수용되며 가열을 통해 액체상태로 용융시킨 용탕을 서서히 경화시켜 잉곳을 성장시킨다.
구체적으로 성장챔버(400)는 내부에 쿼츠로 형성된 도가니(410: 도 4참조)를 구비하며, 도가니(410) 하부에 측정대상물(S)의 잉곳을 위한 시드가 놓여진다. 그리고 시드 상측으로 액화된 측정대상물(S)이 경화되며 잉곳을 형성한다. 여기서, 성장챔버(400)는 내부온도를 조절하여 측정대상물(S)의 성장속도를 조절할 수 있다.
성장챔버(400) 내부의 온도는 측정대상물(S)의 종류에 따라 달라지며, 본 실시예에서 측정대상물(S)은 사파이어로써 성장챔버(400) 내부가 2000도 이상의 고온으로 가열된다..
탐침유닛(100)은 일부가 성장챔버(400) 내부로 삽입되어 경화된 측정대상물(S)의 높이를 측정하는 구성으로써, 본 실시예에서는 승하강가이드(120) 및 탐침봉(110)을 포함하여 구성된다.
승하강가이드(120)는 길게 연통되어 형성되며 성장챔버(400) 상부에서 상하방향으로 배치된다. 여기서 승하강가이드(120)는 성장챔버(400)의 상부에 상하방향으로 배치되며 성장챔버(400) 내부와 연통되도록 구비된다.
한편, 본 실시예에서 승하강가이드(120)는 원통 형상을 가지며 투명한 재질로 형성되어 내외부로 빛이 투과될 수 있도록 구성된다.
탐침봉(110)은 소정의 길이를 가지며 일측에 별도의 제1자성체(112a)가 구비되어 상기 승하강가이드(120) 내부에 배치된다.
여기서, 탐침봉(110)은 불순물이 포함되지 않고 내열성이 강한 재질로 구성되며 본 실시예에서는 텅스텐으로 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 탐침봉(110)은 일측 끝단부에 감지부쉬(112)가 구비되며, 제1자성체(112a)는 감지부쉬(112)에 인접하게 배치되어 탐침봉(110)의 길이방향에 따른 일부를 감싸도록 배치된다.
이와 같이 탐침봉(110)이 승하강가이드(120) 내부에 구비되며 외력에 의해서 승하강가이드(120)를 따라 선택적으로 승하강한다.
측정유닛(200)은 탐침봉(110)을 승하강시키며, 이에 따른 승하강 길이를 측정하여 측정대상물(S)의 성장길이를 측정하는 구성으로써, 크게 승하강부(210), 동작프레임(220) 및 측정부(미도시)를 포함한다.
승하강부(210)는 성장챔버(400) 외부에 배치되며, 승하강가이드(120) 내부에 위치한 탐침봉(110)을 승하강 시킨다, 구체적으로 승하강부(210)는 승하강가이드(120)의 외측 일부를 감싸도록 형성되며, 승하강가이드(120)와 마주보는 측에 제2자성체(212)가 구비된다.
구체적으로 승하강부(210)는 후술하는 동작프레임(220)에 의해서 승하강하며, 제2자성체(212)와 제1자성체(112a)가 자력에 의해서 서로 인력이 작용하는 탐침봉(110)도 승하강부(210)의 동작에 따라 함께 이동한다.
즉, 탐침봉(110)과 승하강부(210) 사이에는 승하강가이드(120)가 구비되며, 제1자성체(112a)와 제2자성체(212)에 의해 승하강가이드(120) 외측에 위치한 승하강부(210)가 승하강 하더라도 탐침봉(110)이 함께 승하강 하도록 구성된다.
도시된 도면을 살펴보면 승하강부(210)는 승하강가이드(120)의 외면을 감싸며 제1자성체(112a)에 대응하는 제2자성체(212)가 구비된 제1부재(214) 및 제1부재(214)와 탈착 가능하게 결합되며 동작프레임(220)에 의해서 승하강하는 제2부재(216)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 제1부재(214)와 제2부재(216)가 별도의 부재로 구성됨에 따라, 제2자성체(212)가 제대로 동작하지 않거나 파손되는 경우 제1부재(214)만 교체함으로써, 쉽게 분리할 수 있으며 지속적으로 장치의 사용이 가능하도록 구성된다.
승하강부(210)는 도시된 바와 같이 복수 개의 부재로 구성될 수 있으며, 이와 달리 일체로 구성될 수도 있다.
한편, 동작프레임(220)은 성장챔버(400)의 외부에서 승하강부(210)를 선택적으로 승하강 시킨다. 본 실시예에서 승하강가이드(120)와 마찬가지로 성장챔버(400) 상부에서 상하방향을 따라 길게 배치되며, 승하강부(210)에 연결되어 승하강부(210)를 선택적으로 승하강 시킨다.
구체적으로 별도의 구동모터(미도시)를 구비하여 동력을 제공하며, 복수 개의 바(bar)를 구비하여 승하강부(210)가 이탈하지 않고 안정적으로 승하강 할 수 있도록 지지한다.
이와 같이 구성된 동작프레임(220)에 의해서 승하강부(210)가 승하강하며, 승하강부(210)의 승하강에 의해 승하강가이드(120) 내부에 구비된 탐침봉(110)도 함께 승하강한다.
측정부는 동작프레임(220)에 의해서 승하강되는 승하강부(210)의 이동 거리를 측정한다.
구체적으로 승하강부(210)의 승하강에 의해 탐침봉(110)이 함께 하강하며 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉하면, 승하강부(210)는 다시 상부방향으로 승강한다. 여기서, 측정부는 승하강부(210)가 하강한 거리를 측정한다.
본 실시예에서 측정부는 승하강부(210)상에 구비되며, 승하강부(210)의 하강거리를 측정하여 경화된 측정대상물(S)의 성장길이를 측정한다.
그리고 본 실시예에서 측정부는 승하강부(210)상에 구비되어 있지만 한정되지 않고 승하강부(210)의 이동 거리를 측정할 수 있다면 다양한 위치에 구비될 수 있다.
이와 같이 구성된 측정유닛(200)은 동작프레임(220)의 동작에 의해서 승하강부(210)가 승하강되며, 측정부는 승하강부(210)가 승하강한 거리에 의해 측정대상물(S)의 성장길이를 측정한다.
감지유닛(300)은, 승하강부(210)상에 구비되며 탐침봉(110)의 일측 끝단부를 감지하여, 탐침봉(110)의 타측이 경화된 측정대상물(S)에 접촉하였는지 여부를 감지하는 구성이다.
구체적으로 감지유닛(300)은 크게 위치감지센서(310), 안전감지센서(320) 및 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
위치감지센서(310)는 승하강부(210)상에 구비되며 탐침봉(110)의 일측 끝단부를 감지하는 구성으로써, 본 실시예에서 위치감지센서(310)는 승하강부(210)상에 배치되며, 탐침봉(110)의 일측 끝단부에 구비된 감지부쉬(112)를 감지한다.
구체적으로 위치감지센서(310)는 승하강부(210)의 상면에서 승하강가이드(120)방향으로 향하게 배치되어 해당지점에 감지부쉬(112)가 위치하는지를 감지한다. 여기서, 위치감지센서(310)는 일반적인 포토센서로 구성될 수 있으며 이와 달리 다양한 형태의 센서가 적용될 수 있다.
위치감지센서(310)는 승하강가이드(120) 외측에서 위치하며 승하강가이드(120)를 통과하여 내부에 위치한 탐침봉(110)을 감지한다. 이때 위치감지센서(310)는 감지부쉬(112)에 빛 또는 레이저를 투사하여 반사되는 것을 감지하며 감지 여부에 따라 감지부쉬(112)의 유무를 감지한다. 그리고 감지부쉬(112)의 감지 유무에 따라 탐침봉(110)의 위치를 감지한다.
이와 같이 위치감지센서(310)가 구비됨에 따라, 승하강부(210)가 하강하여 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉하였는지 여부를 판단한다.
위치감지센서(310)를 통해서 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉하였는지 여부를 판단하는 상태를 살펴보면, 먼저 초기 상태에서는 위치감지센서(310)가 감지부쉬(112)를 감지하지 않은 상태가 된다.
그리고 동작프레임(220)에 의해서 승하강부(210)가 하강하며, 이와 함께 탐침봉(110)도 함께 하강하여 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉한다.
탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉하는 순간 탐침봉(110)은 더 이상 하강하지 않고 멈추게 된다. 하지만, 승하강부(210)는 실질적으로 탐침봉(110)과 분리되어 있으며 자력으로만 연결되어 있기 때문에 지속적으로 하강을 한다.
여기서, 탐침봉(110)은 하강을 멈추고 승하강부(210)는 지속적인 하강을 하기 때문에 탐침봉(110)의 일측 끝단부가 승하강부(210)보다 상대적으로 위쪽에 위치하게 된다. 이때, 위치감지센서(310)는 탐침봉(110)의 일측 끝단부에 구비된 감지부쉬(112)를 감지하게 되고 이에 따라 승하강부(210)의 하강을 멈추도록 한다.
즉, 승하강부(210)가 탐침봉(110)보다 상대적으로 더 많이 하강하며, 이에 따라 위치감지센서(310)에서 탐침봉(110)의 상대적 위치변화를 감지한다. 구체적인 동작상태는 후술한다.
한편, 안전감지센서(320)는 위치감지센서(310)와 마찬가지로 승하강부(210)상에 구비되어 탐침봉(110)의 일측 끝단부를 감지한다. 여기서, 안전감지센서(320)는 위치감지센서(310)가 감지하는 감지부쉬(112)상의 지점보다 상대적으로 낮은 위치를 감지하도록 구성된다.
본 실시예에서 안전감지센서(320)는 위치감지센서(310)보다 상대적으로 낮은 위치에 구비되어 감지부쉬(112)를 감지한다.
안전감지센서(320)는 상술한 위치감지센서(310)와 유사한 구성을 가지며 감지 대상지점에 감지부쉬(112)의 유무를 감지하도록 구성된다. 구체적으로 안전감지센서(320)는 승하강부(210)의 상면에 배치되어 승하강가이드(120)방향으로 향하게 배치되어 해당 위치에서 감지부쉬(112)를 감지한다.
이와 같이 안전감지센서(320)가 구비됨에 따라, 탐침봉(110)과 승하강부(210)가 함께 이동하지 않고 분리되는 경우, 안전감지센서(320)에 의해서 탐침봉(110)의 분리 여부를 감지할 수 있다.
구체적으로 안전감지센서(320)는 초기상태에서 감지부쉬(112)를 지속적으로 감지하는 상태가 된다. 초기상태에서는 제1자성체(112a)와 제2자성체(212)가 정상적으로 작동하며, 이에 따라 승하강가이드(120) 내부의 탐침봉(110)이 자력에 의해서 승하강부(210)와 인접하게 배치된다.
하지만, 탐침봉(110)이 승하강부(210)와 인접하게 배치되지 않고 분리되는 경우, 지속적으로 감지부쉬(112)를 감지하던 안전감지센서(320)는 더 이상 감지부쉬(112)를 감지하지 못하게 된다.
특히, 탐침봉(110)의 경우 별도로 지지되는 부분이 없으며 제1자성체(112a)와 제2자성체(212)의 자력에 의해서 승하강부(210)와 함께 이동하게 된다. 하지만 제1자성체(112a) 또는 제2자성체(212)에 문제가 생겨 자력이 발생하지 않게 되면 탐침봉(110)은 중력에 의해서 추락을 한다.
이와 같이 탐침봉(110)이 추락하면, 안전감지센서(320)는 감지부쉬(112)를 더 이상 감지하지 못하게 되어 탐침봉(110)이 추락한 것을 알 수 있다.
여기서, 감지유닛(300)은 별도의 알람을 더 구비하여, 안전감지센서(320)가 감지부쉬(112)를 감지하지 못하는 경우 사용자에게 알려주도록 구성될 수 있다.
제어부는 안전감지센서(320)가 탐침봉(110)의 감지유무에 따라 선택적으로 동작하여 승하강부(210)의 구동을 멈추는 구성으로써, 안전감지센서(320)가 감지부쉬(112)를 감지하지 못하는 경우 승하강부(210)의 승하강을 멈춘다.
이와 같이 제어부가 구비됨에 따라, 승하강부(210)의 승강 시 탐침봉(110)이 함께 승강하지 않고 추락하는 경우, 안전감지센서(320)가 이를 감지하게 되며 이에 따라 제어부가 승하강부(210)의 승강을 멈춘다.
이와 같이 구성된 본 발명의 측정대상물(S)의 성장길이 측정장치는, 승하강부(210)의 동작에 의해서 탐침봉(110)이 승하강하며, 경화된 측정대상물(S)의 길이를 측정한다.
도 4에 도시된 바와 같이 동작프레임(220)에 의해서 승하강부(210)가 하강하고 이와 함께 탐침봉(110)도 함께 하강한다. 하강하는 탐침봉(110)은 타측이 도가니(410) 내부로 삽입되며, 경화된 측정대상물(S)에 접촉을 한다.
이와 같이 탐침봉(110)이 경화된 측정대상물(S)에 접촉하기까지의 하강 길이를 측정하여 경화된 측정대상물(S)의 성장길이를 측정할 수 있다.
이어서, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 승하강부(210)의 동작에 따른 위치감지센서(310)와 안전감지센서(320)의 감지상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 도 1의 성장길이 측정장치에서 탐침봉(110)이 승하강부(210)와 함께 하강하는 상태를 나타낸 도면이고 도 6은 도 5의 탐침봉(110)이 경화된 측정대상물(S)에 접촉한 상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5의 성장길이 측정장치에서 탐침봉(110)이 분리되어 추락하는 상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4를 살펴보면 탐침봉(110)이 움직이지 않는 상태이거나, 동작프레임(220)에 의해서 하강을 하고 있는 상태로써, 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉하지 않은 상태이다.
이와 같은 상태에서는 제1자성체(112a)와 제2자성체(212)가 정상적으로 동작하여 자력에 의해 승하강부(210)와 감지부쉬(112)가 인접하게 위치하며, 승하강부(210)의 움직임에 따라 탐침봉(110)도 함께 움직인다.
여기서, 탐침봉(110)은 자력에 의해서 승하강부(210)와 인접하게 배치되며, 안전감지센서(320)는 감지부쉬(112)를 인식하고 있는 상태이다. 그리고 안전감지센서(320)보다 상대적으로 상부지점을 감지하는 위치감지센서(310)는 감지부쉬(112)를 감지하지 않는 상태가 된다.
이와 같이 위치감지센서(310)가 미감지상태이고 안전감지센서(320)가 감지상태인 경우, 탐침봉(110)은 자력에 의해서 승하강부(210)와 함께 안정적으로 움직이는 상태가 된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉하는 경우, 위치감지센서(310)가 감지부쉬(112)를 감지한다.
구체적으로 승하강부(210)가 지속적으로 하강함에 따라 탐침봉(110)도 승하강가이드(120)를 따라 하강한다. 그리고 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 도가니(410) 내부에 수용된 측정대상물(S)에 접촉한다.
여기서 성장챔버(400) 내부는 고온의 상태이기 때문에 도가니(410) 내부의 측정대상물(S)은 액체상태이며, 일부만 헬륨가스에 의한 냉각으로 고체상태가 된다.
즉, 탐침봉(110)은 타측 끝단부가 도가니(410) 내부의 경화된 측정대상물(S)에 접촉할때까지 하강한다.
이와 같이 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접촉하면 더 이상 하강하지 않고 멈추게 된다.
하지만, 승하강가이드(120) 외측에 위치한 승하강부(210)는 지속적으로 하강을 하기 때문에 상대적으로 탐침봉(110) 보다 더 많이 하강한다.
이때, 승하강부(210)가 지속적으로 하강함에 따라 탐침봉(110)의 일측 끝단부가 승하강부(210)를 기준으로 처음보다 높은 위치에 위치한다. 이에 따라, 감지부쉬(112)가 상부방향으로 승강을하게되어 위치감지센서(310)에 감지된다.
위치감지센서(310)에서 감지부쉬(112)가 감지되면 승하강부(210)는 하강을 멈추고 다시 지정된 원점의 높이로 승강한다.
즉, 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정물에 접촉하게 됨에 따라 하강을 멈추며 감지부쉬(112)의 위치가 상대적으로 높아져서 위치감지센서(310)에 감지부쉬(112)가 감지된다.
이와 같은 상태에서는 위치감지센서(310)와 안전감지센서(320) 모두 감지부쉬(112)를 감지한 상태가 된다.
여기서, 위치감지센서(310)가 감지부쉬(112)를 감지한 위치의 정보를 수집하여 측정대상물(S)의 성장길이를 측정한다.
한편, 도 7을 참조하여 감지부쉬(112)가 승하강부(210)에 인접하게 배치되지 않고 탐침봉(110)이 추락하는 상태를 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이 제1자성체(112a) 및 제2자성체(212)의 자력에 의해서 승하강부(210)와 감지부쉬(112)는 인접하게 배치된다,
하지만 제1자성체(112a) 또는 제2자성체(212)가 제대로 동작하지 않거나, 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접합되어 제대로 분리가 되지 않는 경우 승하강부(210)와 감지부쉬(112)는 인접하게 배치되지 않을 수 있다.
구체적으로, 승하강부(210)와 함께 탐침봉(110)이 움직이지 않으면 승하강부(210)는 개별적으로 승하강을 하게 되며, 이와 같은 경우 안전감지센서(320)가 감지부쉬(112)를 감지하지 못하게 된다.
특히, 탐침봉(110)이 경화된 측정대상물(S)과 접촉 후 승강을 할 때 탐침봉(110)의 타측 끝단부가 경화된 측정대상물(S)에 접합되는 상황이 발생할 수 있다.
이와 같은 경우, 승하강부(210)는 승강을 하지만 탐침봉(110)은 승강을 하지 못하며, 이에 따라, 안전감지센서(320)가 감지부쉬(112)를 감지하지 못하게 된다.
이때, 제어부에 의해서 승하강부(210)의 승강은 멈추게 되며, 사용자가 즉각 조치를 취해 장치의 동작을 원활하도록 할 수 있다. 또한, 별도의 알람을 이용하여 사용자에게 알려줄 수도 있다.
이와 같이 구성된 성장길이 측정장치를 통해 성장챔버(400) 내부에서 성장하는 측정대상물(S)의 성장길이를 주기적으로 측정하며, 측정결과를 바탕으로 측정대상물(S)의 성장속도를 조절할 수 있다.
또한, 탐침봉(110)의 추락 시 즉각적인 신호를 전달받아 사용자에게 알려줌으로써, 기존의 수작업이 아닌 자동화에도 유리한 이점이 있다.
이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 탐침유닛 110: 탐침봉
120: 승하강가이드 200: 측정유닛
210: 승하강부 220: 동작프레임
300: 감지유닛 310: 위치감지센서
320: 안전감지센서 400: 성장챔버
S: 측정대상물

Claims (3)

  1. 성장챔버 내부에 수용된 측정대상물의 성장길이 측정장치에 있어서,
    상하방향으로 길게 연통되며 상기 성장챔버 상부에 배치되는 승하강가이드 및 소정의 길이를 가지며 일측에 제1자성체가 구비되고 상하방향으로 배치되어 상기 승하강가이드 내부에서 승하강하는 탐침봉을 포함하는 탐침유닛;
    상기 승하강가이드의 외면 일부를 감싸며 상기 제1자성체에 대응하여 배치되는 제2자성체가 구비되고, 외력에 의해서 상기 승하강가이드를 따라 상기 탐침봉과 함께 승하강하는 승하강부, 상기 성장챔버 외부에서 상기 승하강부를 승하강시키는 동작프레임 및 상기 승하강부의 승하강에 따른 이동거리를 측정하는 측정부를 포함하는 측정유닛; 및
    상기 승하강부상에 구비되며 상기 탐침봉의 일측 끝단부가 해당지점에 위치하는지를 감지하는 위치감지센서를 포함하며, 상기 위치감지센서의 감지 여부에 따라 승하강부의 구동을 조절하는 감지유닛;을 포함하며,
    상기 감지유닛은 상기 승하강부상에서 상기 위치감지센서보다 상대적으로 낮은 위치에 구비되어 상기 탐침봉의 상측 끝단부를 감지하는 안전감지센서를 더 포함하는 측정대상물의 성장길이 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지유닛은,
    상기 안전감지센서의 감지상태에 따라 승하강부의 구동을 멈추는 제어부를 더 포함하는 측정대상물의 성장길이 측정장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN110645938B (zh) * 2019-08-27 2021-10-26 韩小刚 一种交通工程用钢筋保护层厚度检测辅助装置
CN110715629A (zh) * 2019-11-19 2020-01-21 明门(中国)幼童用品有限公司 物料长度检测装置及铆钉机
KR102556212B1 (ko) * 2021-08-06 2023-07-14 원경훈 로봇에 적용가능한 정밀 측정장치용 제어모터 구동기기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980013589A (ko) * 1996-07-25 1998-04-30 김광호 인쇄회로기판의 통전검사용 탐침장치 (Probe apparatus for electric conduction test of PCB)
KR20120101009A (ko) * 2009-10-22 2012-09-12 어드밴스드 리뉴어블에너지 컴파니 엘엘씨 결정 성장 방법 및 시스템
KR101216522B1 (ko) * 2012-03-20 2012-12-31 유호정 탐침봉을 포함하는 실리콘 잉곳 성장 장치
KR101216523B1 (ko) 2012-03-20 2012-12-31 유호정 멀티-도가니 타입 실리콘 잉곳 성장 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980013589A (ko) * 1996-07-25 1998-04-30 김광호 인쇄회로기판의 통전검사용 탐침장치 (Probe apparatus for electric conduction test of PCB)
KR20120101009A (ko) * 2009-10-22 2012-09-12 어드밴스드 리뉴어블에너지 컴파니 엘엘씨 결정 성장 방법 및 시스템
KR101216522B1 (ko) * 2012-03-20 2012-12-31 유호정 탐침봉을 포함하는 실리콘 잉곳 성장 장치
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