KR101687346B1 - The detector for leakage of heavy water - Google Patents

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KR101687346B1
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water leakage
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조천휘
김정묵
박현민
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한국원자력연구원
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Abstract

According to the present invention, disclosed is an apparatus for detecting leakage of heavy water, using a laser adsorption spectroscopy to detect the leakage of heavy water. The apparatus uses laser, a first and a second optical mirror, and a first and a second collimation lens to detect the leakage of heavy water comprises a body unit, an optical unit, a collimation unit, an optical analysis unit, a base, a sample input means, and a sample output means. The body unit includes all or a part of the laser, the first and the second optical mirror, and the first and the second collimation lens, and includes a chamber to receive an air sample to detect the leakage of heavy water, and is a space between the first and the second optical mirror.

Description

중수누설 감지장치 {The detector for leakage of heavy water} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 원자력이용 시설에서 발생할 수 있는 중수의 누설을 감지하는 장치에 관한 것으로, 특히, 중수가 누설될 수 있는 장소에서 채취한 공기시료에 레이저 흡수 분광법을 적용하여 해당 장소에서의 중수누설을 검출할 수 있는 고정식 및 이동식 중수누설 감지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for detecting leakage of heavy water that can occur in a nuclear power facility, and more particularly, to a method for detecting heavy water leakage at a place by applying laser absorption spectroscopy to an air sample collected at a place where heavy water can leak The present invention relates to a fixed type and a movable type heavy water leakage detection device.

세계적으로 중수로형 원자력 발전시설에서는 필수적으로 중수를 냉각재로 사용하게 되는데, 방사능에 오염된 중수가 외부로 누출되는 경우 누출되는 중수와 함께 삼중수소가 발생하여 심각한 안전사고가 발생하게 된다. 누설부위를 확인하기 위해서는 인력 및 장비가 필요하게 되는데, 인력 및 장비에 대해 추가로 소요되는 비용 이외에도 투입된 인력의 방사선 피폭 등과 같은 방사선관리의 어려움이 수반된다. 특히 중수로형 원자로는 수시로 핵연료를 교체하기 때문에 원자로 내의 연료관에 대한 밀봉과 개폐가 핵연료의 교체 횟수만큼 이루어지기 때문에 상대적으로 중수누설의 가능성이 매우 크다. 또한, 발전소 내 상당히 많은 수의 배관 즉 중수의 누설 가능성이 큰 배관이 복잡하게 설치되어 있어, 해당 부분에서의 중수가 누설되는 지의 여부를 감시하는 것이 매우 중요하다. Globally, heavy water reactor type nuclear power plants use heavy water as a coolant. If heavy water contaminated with radioactivity leaks to the outside, tritium is generated along with leaking heavy water, resulting in serious safety accidents. In order to identify the leakage, manpower and equipment are required. In addition to the additional costs for manpower and equipment, there are difficulties in managing the radiation such as the radiation exposure of the manpower. Especially, heavy water reactor has a possibility of heavy water leakage because it replaces the fuel at times and seals and opens and closes the fuel pipe in the reactor as many times as the number of fuel replacement. Also, it is very important to monitor whether a considerable number of pipelines in the power plant, that is, pipings having a high possibility of leakage of heavy water, are installed, and whether or not the heavy water in the relevant portions is leaked.

현재까지는 누설되는 중수를 직접 측정하는 기기나 장치가 없어, 중수누설과 함께 동반되는 삼중수소를 측정하여 간접적으로 중수의 누설을 확인하였다. 이를 위해 적외선 분광법, 방사선 모니터링 법, 액체섬광 계수법 및 질량분석법 등을 활용한 LSC(Liquid Scintillation Counter) 및 FTAM(Fixed Tritium Air Monitor) 등이 사용되어 왔으나, 공기시료의 분석이 매우 어렵고 복잡하며 유지보수비가 많이 들어 실시간 감시가 어렵다는 단점을 포함하고 있다. 또한, 삼중수소 제거설비(Tritium Removal Facility; TRF)는 원자로 냉각재 및 감속재의 삼중수소 농도를 저감시키는 비 안전등급 설비인데, LSC 및 FTAM는 TRF가 가동 중인 경우에는 삼중 수소의 누설 여부를 확인하는 것이 기술적으로 어려웠다. Until now, there was no device or device to directly measure leaked heavy water, and indirect leakage of heavy water was confirmed by measuring tritium accompanied by heavy water leakage. Liquid Scintillation Counter (LSC) and Fixed Tritium Air Monitor (FTAM) have been used for this purpose. Infrared spectroscopy, radiation monitoring, liquid scintillation counting and mass spectrometry have been used. However, analysis of air samples is very difficult and complicated. And the real-time monitoring is difficult. In addition, the Tritium Removal Facility (TRF) is a non-safety grade facility that reduces the concentration of tritium in the reactor coolant and moderator. LSC and FTAM are used to check for leakage of tritium when TRF is in operation. It was technically difficult.

상술한 바와 같이 종래의 방식은 모두 일정한 단점을 가지고 있어, 상기의 문제점이 해소된 새로운 방식인 레이저 흡수 분광법을 이용하여 중수누설을 검출하는 장치가 필요하다.
한편, 중수누설 검지장치는 공개특허공보 제10-2010-0053814호에 소개된 바 있다.As described above, all conventional methods have certain disadvantages, and a device for detecting heavy water leakage using the laser absorption spectroscopy, which is a new method in which the above problems are solved, is needed.
On the other hand, the heavy water leakage detecting device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2010-0053814.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 레이저 흡수 분광법을 이용하여 중수가 누설되는 것을 직접 측정할 수 있는 고정식 또는 이동식 중수누설 감지장치를 제공하는 것에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fixed or mobile heavy water leakage detecting apparatus capable of directly measuring leakage of heavy water using laser absorption spectroscopy.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 중수누설 감지장치는, 레이저, 제1광학거울, 제2광학거울, 제1집속렌즈 및 제2집속렌즈를 이용하여 중수의 누설을 감지하는 것으로, 바디부, 광학부, 집광부, 광분석부, 베이스, 시료유입수단 및 시료배출수단을 포함한다. 상기 바디부는 상기 레이저, 상기 제1광학거울, 상기 제2광학거울, 상기 제1집속렌즈 및 상기 제2집속렌즈의 전체 또는 일부가 장착되며, 중수누설을 검출하고자 하는 공기시료가 투입되고 상기 제1광학거울 및 상기 제2광학거울 사이의 공간인 챔버를 포함한다. 상기 광학부는 내부에 설치된 상기 레이저로부터 방출되는 레이저광을 상기 바디부에 방출한다. 상기 집광부는 상기 바디부를 통과하는 레이저광을 집속한다. 상기 광분석부는 상기 집광부에서 집속된 레이저광을 이용하여 상기 챔버 내 공기시료의 성분과 관련된 정보를 생성한다. 상기 베이스는 일 면에 상기 광학부, 상기 바디부, 상기 집광부와 상기 광분석부를 고정하며, 일 단은 상기 챔버에 연결되고 다른 일 단은 일 면 또는 다른 일 면에 연결된 투입관 및 배출관을 포함한다. 상기 시료유입수단은 공기시료를 상기 투입관으로 유입한다. 상기 시료배출수단은 상기 챔버 내의 공기시료를 상기 배출관으로 배출한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a heavy water leakage detecting apparatus for detecting leakage of heavy water using a laser, a first optical mirror, a second optical mirror, a first focusing lens, and a second focusing lens, An optical portion, a light collecting portion, a light splitting portion, a base, a sample introduction means, and a sample discharge means. Wherein the body part is provided with all or a part of the laser, the first optical mirror, the second optical mirror, the first focusing lens, and the second focusing lens, and an air sample to detect heavy water leakage is charged, 1 < / RTI > optical mirror and the second optical mirror. The optical unit emits a laser beam emitted from the laser provided in the body to the body part. The condensing unit concentrates the laser light passing through the body part. The optical analysis unit generates information related to the components of the air sample in the chamber using the laser light focused by the condensing unit. The base is fixed to the optical part, the body part, the light collecting part, and the optical analysis part on one surface, and the input tube and the discharge tube connected to one side or the other side, . The sample introduction means introduces the air sample into the injection tube. The sample discharging means discharges the air sample in the chamber to the discharge pipe.

본 발명에 따른 중수누설 감지장치는 일체형으로 고정하여 사용하는 것은 물론 휴대하여 이동하면서 사용을 할 수 있으며, 유지 및 보수가 용이하고, 광학거울 등의 광학부품을 효과적으로 활용하여 감지율을 향상시킬 수 있으며, TRF와 상관없이 중수누설여부를 감지하기 때문에 TRF가 작동하고 있는 도중에도 중수누설감지를 통해 중수누설과 동반하여 발생되는 삼중수소의 누설을 확인할 수 있다는 장점이 있다. The heavy water leakage detecting apparatus according to the present invention can be used while being portable and portable as well as being fixedly used as an integral body, and can be easily maintained and repaired, and the detection rate can be improved by effectively utilizing optical parts such as an optical mirror Since TRF detects the presence of heavy water leakage regardless of TRF, there is an advantage that tritium leaking caused by heavy water leakage can be detected through heavy water leakage detection even during operation of TRF.

도 1은 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 기술적인 개념을 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 블록다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 분해 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 시료채취수단의 일 실시 예이다.
도 8은 본 발명에 따른 이동식 중수누설 감지장치의 일 실시 예이다.
도 9는 본 발명에 따른 이동식 중수누설 감지장치의 다른 일 실시 예이다.
도 10은 본 발명에 따른 이동식 중수누설 감지장치의 또 다른 일 실시 예이다. 1 illustrates a technical concept of a heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.
2 is a block diagram of a heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.
3 is an exploded perspective view of a heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention.
4 is an exploded side view of a heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention.
5 is a side view of a heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention.
6 is a perspective view of a heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention.
Fig. 7 shows an embodiment of sample collecting means according to the present invention.
8 is an embodiment of a mobile heavy water leakage detecting apparatus according to the present invention.
9 is another embodiment of a mobile heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.
10 is another embodiment of a mobile heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 기술적인 개념을 설명한다. 1 illustrates a technical concept of a heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(100)는 레이저(110)에서 발생한 레이저광을 제1광학거울(120)의 면에 직각이 아닌 다른 경사각도로 투과 입사시키고, 일정한 경사각도로 제1광학거울(120)을 통과한 레이저광이 제2광학거울(130)에 도달한 후 일부의 레이저광은 제2광학거울(130)로부터 반사하고 나머지 일부의 레이저광은 제2광학거울(130)을 통과하도록 하며, 제2광학거울(130)을 통과한 레이저광은 제1집속렌즈(140) 및 제2집속렌즈(150)를 연속하여 거쳐 집광 되도록 한다는 것이다. 제2집속렌즈(150)를 거친 레이저광은 광분석부(도 2 참조)에 전달된다. 1, the heavy water leakage sensing apparatus 100 according to the present invention is a device for sensing a heavy water leakage, which transmits laser light generated by a laser 110 at a tilt angle other than a right angle to the plane of the first optical mirror 120, After the laser light having passed through the first optical mirror 120 reaches the second optical mirror 130, some of the laser light is reflected from the second optical mirror 130 and the remaining part of the laser light is reflected by the second optical mirror 130 and the laser light having passed through the second optical mirror 130 is converged through the first focusing lens 140 and the second focusing lens 150 successively. The laser light having passed through the second focusing lens 150 is transmitted to the optical splitting section (see FIG. 2).

제1광학거울(120)과 제2광학거울(130) 사이는 진공상태의 밀폐된 공간(이하 챔버)이며, 제1광학거울(120) 반사면과 경사지게 입사한 레이저 광은 제1광학거울(120)과 제2광학거울(130) 사이를 연속하여 반사하므로 챔버에는 레이저광이 가득하게 된다. 이러한 상태의 챔버에 중수누설이 예상되는 공기시료가 투입되는 경우, 챔버 내에서 제1광학거울(120)과 제2광학거울(130) 사이를 번갈아 가면서 진행하고 있는 레이저광이 공기시료에 포함된 방사능 물질(복수의 작은 원) 즉 누설된 중수에 포함되어 있는 것으로 예상되는 방사능 물질과 충돌하게 되며, 레이저광의 에너지는 충돌한 방사능 물질에 빼앗기게 될 것이다. 빼앗기게 되는 에너지의 양은 방사능 물질의 양에 비례하게 되며, 제2광학거울(130), 제1집속렌즈(140) 및 제2집속렌즈(150)를 순차적으로 거친 레이저광을 분석하면 밀폐된 공간에 투입된 공기에 포함된 방사선 물질 및 이 물질의 양을 계산할 수 있다. The chamber between the first optical mirror 120 and the second optical mirror 130 is a sealed space in a vacuum state and the laser light incident obliquely to the first optical mirror 120 is reflected by the first optical mirror 120 and the second optical mirror 130, the laser beam is filled in the chamber. When an air sample expected to leak heavy water is introduced into the chamber in this state, the laser light alternately traveling between the first optical mirror 120 and the second optical mirror 130 in the chamber is included in the air sample It will collide with the radioactive material (plural small circles), that is, the radioactive material expected to be contained in the leaked heavy water, and the energy of the laser light will be taken by the collided radioactive material. The amount of energy to be absorbed is proportional to the amount of the radioactive material. When the laser light is sequentially analyzed through the second optical mirror 130, the first focusing lens 140, and the second focusing lens 150, It is possible to calculate the amount of the radiation substance contained in the air and the amount of the substance.

도 1에서 레이저(110)로부터 출력되는 레이저광은 화살표로 도시되었고, 제1광학거울(120) 및 제2광학거울(130) 사이에 도시된 작은 원은 방사능 물질 입자를 표현한 것이며, 레이저광은 가는 실선으로 도시되어 있다. The laser light output from the laser 110 in FIG. 1 is shown by arrows, and the small circle shown between the first optical mirror 120 and the second optical mirror 130 represents the particles of radioactive material, The thin line is shown.

이하에서는 상술한 본 발명의 핵심아이디어를 구현하기 위한 실제의 구성을 설명한다. Hereinafter, an actual configuration for implementing the core idea of the present invention will be described.

도 2는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 블록다이어그램이다. 2 is a block diagram of a heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 분해 사시도이다. 3 is an exploded perspective view of a heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 분해 측면도이다. 4 is an exploded side view of a heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 측면도이다. 5 is a side view of a heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(200)는, 바디부(210), 광학부(220), 중수누설검출부(230), 집광부(240), 광분석부(250), 진공도계측부(260), 베이스(270), 시료유출입수단(280), 펌프(291), 배터리(293) 및 덮개(293)를 포함한다. 2, 3 and 4, the heavy water leakage detection apparatus 200 according to the present invention includes a body 210, an optical unit 220, a heavy water leakage detection unit 230, a light collecting unit 240, A vacuum analyzer 260, a base 270, a sample flow-in means 280, a pump 291, a battery 293, and a lid 293.

바디부(210)는 제1바디(201), 제2바디(202), 제3바디(203) 및 제4바디(204)를 포함하며; 중수누설검출부(230)는 제1광학거울(120) 및 제2광학거울(130)을 포함하고; 집광부(240)는 제1집속렌즈(140) 및 제2집속렌즈(150)를 포함한다. The body 210 includes a first body 201, a second body 202, a third body 203, and a fourth body 204; The heavy water leakage detection unit 230 includes a first optical mirror 120 and a second optical mirror 130; The light collecting part 240 includes a first focusing lens 140 and a second focusing lens 150.

각각의 내부에 비어 있는 공간을 포함하는 제1바디(201) 내지 제4바디(204)는 일렬로 체결된다. 제1바디(201), 제3바디(203) 및 제4바디(204)의 비어 있는 공간을 통해서는 레이저광이 진행하며, 진공상태로 밀폐되어 있는 제2바디(202)의 비어 있는 공간인 챔버(400)에는 시료유출입수단(280)을 구성하는 시료유입수단(281-1)을 통해 중수누설이 예상되는 공기시료가 투입되고, 시료배출수단(280-2)을 통해 챔버(400) 내에 있는 공기시료가 외부로 배출된다. 검출 반응시간의 개선 및 내부의 메모리 효과를 제거하기 위하여 챔버(400)의 내부는 금(gold)으로 코팅하는 것이 바람직하다. The first body 201 to the fourth body 204, which include an empty space in each of them, are fastened in a line. The laser light travels through the empty space of the first body 201, the third body 203 and the fourth body 204, and the empty space of the second body 202, which is sealed in a vacuum state, The chamber 400 is filled with an air sample which is expected to leak heavy water through the sample inlet means 281-1 constituting the sample inlet and outlet means 280 and is injected into the chamber 400 through the sample outlet means 280-2 The air sample is discharged to the outside. In order to improve the detection reaction time and to eliminate the internal memory effect, it is preferable that the interior of the chamber 400 is coated with gold.

상술한 바와 같이, 바디부(210)는 모두 직렬로 연결된 4개의 바디를 포함하는데, As described above, the body part 210 includes four bodies connected in series,

제1바디(201)의 일 면에는 레이저 다이오드 드라이버(221) 및 레이저(222)를 포함하는 광학부(220)의 일부가 제1바디(201)의 면에 장착되고; A part of the optical part 220 including the laser diode driver 221 and the laser 222 is mounted on one surface of the first body 201 on the surface of the first body 201;

제1바디(201)의 반대 면 및 제2바디(202)의 일 면에는 제1광학거울(120)이 장착되며; A first optical mirror (120) is mounted on one side of the opposite side of the first body (201) and the second body (202);

제2바디(202)의 반대 면 및 제3바디(203)의 일면에는 제2광학거울(230)이 장착되고; A second optical mirror 230 is mounted on the opposite side of the second body 202 and on one side of the third body 203;

제3바디(203)의 내부에는 제1집속렌즈(140)가 장착되며; A first focusing lens 140 is mounted inside the third body 203;

제4바디(204)의 내부에는 제2집속렌즈(150)가 장착된다. A second focusing lens 150 is mounted inside the fourth body 204.

진공밀폐상태의 챔버(400)의 양쪽에는 제1광학거울(120) 및 제2광학거울(130)이 설치되며, 레이저광은 제1광학거울(120)의 투명한 곳 또는 비어있는 곳을 투과한 후 제2광학거울(130)로 진행하게 된다. 일반적으로 제1광학거울(120)은 입사하는 레이저광을 전부 반사하고 제2광학거울(130)은 입사하는 레이저광의 일부는 투과시키고 나머지 일부는 반사하는 특징을 가지는 것이 바람직하다. A first optical mirror 120 and a second optical mirror 130 are provided on both sides of the chamber 400 in a vacuum-tight state, and the laser light is transmitted through the transparent or hollow portion of the first optical mirror 120 And then proceeds to the second optical mirror 130. In general, it is preferable that the first optical mirror 120 totally reflects incident laser light, and the second optical mirror 130 has a characteristic of transmitting a part of the incident laser light and partially reflecting the incident laser light.

여기서 광학부(220)를 구성하는 레이저(222)는 제1바디(201)의 일면에 일정한 각도로 장착되는데, 이는 광학부(200)로부터 방사되는 레이저 광이 제1광학거울(120)의 면에 수직이 아닌 일정한 크기의 각도로 입사되게 함으로써 결국 제2광학거울(130)의 면에 수직이 아닌 일정한 크기의 각도로 입사되게 하여, 제2광학거울(130)로부터 반사되는 레이저광이 제1광학거울(120)으로 일정한 각도를 가지고 다시 전달되게 하기 위함이다. 이렇게 함으로써, 레이저광은 챔버(400)에서 제1광학거울(120) 및 제2광학거울(130) 사이에서 지그재그 형식으로 반사할 수 있게 되며, 챔버(400) 내에는 제1광학거울(120) 및 제2광학거울(130) 사이를 반복 진행하는 레이저광이 가득 차게 된다. Here, the laser 222 constituting the optical part 220 is mounted at a predetermined angle on one surface of the first body 201, because the laser light emitted from the optical part 200 is incident on the surface of the first optical mirror 120 So that the laser light reflected from the second optical mirror 130 is incident on the first optical mirror 130 at an angle different from the first optical mirror 130 by a predetermined angle So that the optical mirror 120 can be transmitted again at a certain angle. In this way, the laser light can be reflected in a zigzag fashion between the first optical mirror 120 and the second optical mirror 130 in the chamber 400, and the first optical mirror 120, And the second optical mirror 130 are filled with laser light.

제1광학거울(120), 제2광학거울(130), 제1집속렌즈(140) 및 제2집속렌즈(150)는 장착되는 곳의 밀폐 기능 또는 안정한 장착을 위해 가장자리에 일정한 탄성을 가지는 링(120-1, 130-1, 140-1, 150-1)이 각각 포함된다. The first optical mirror 120, the second optical mirror 130, the first focusing lens 140, and the second focusing lens 150 are mounted on a ring having a certain elasticity at the edge thereof for sealing function or stable mounting, (120-1, 130-1, 140-1, and 150-1), respectively.

집광부(240)는 제2광학거울(130)을 투과한 레이저광을 직렬로 배열된 2개의 집속렌즈 즉 제1집속렌즈(140) 및 제2집속렌즈(150)를 이용하여 집속한다. 챔버(400)를 통과한 레이저광 즉 제2광학거울(130)을 투과한 레이저광은 넓은 면적에 걸쳐 존재하기 때문에 이러한 광범위한 면적에 걸친 레이저광을 분석하기 위해서는 직렬로 배열된 적어도 2개의 집속렌즈(140, 150)를 이용하여 최소의 면적을 가지는 광으로 압축시키는 것이 필요하다. The light condensing unit 240 focuses the laser light transmitted through the second optical mirror 130 using two focusing lenses, that is, a first focusing lens 140 and a second focusing lens 150 arranged in series. Since laser light having passed through the chamber 400, i.e., laser light transmitted through the second optical mirror 130 exists over a large area, in order to analyze laser light over such a wide area, at least two focusing lenses It is necessary to compress the light with the minimum area using the light sources 140 and 150.

광분석부(250)는 챔버(400) 및 집광부(240)를 거친 레이저광을 분석하여 챔버(400) 내부에 있는 입자의 성분을 분석하고 이를 프로세서나 디스플레이장치와 같은 디지털 신호처리 장치 또는 아날로그 신호처리 장치 등이 처리할 수 있는 형태의 정보로 변환한다. 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 레이저 흡수 분광법을 적용하므로, 레이저광의 흡수 스펙트럼을 검출하여 챔버(400) 내에 존재하는 입자의 종류 및 이들의 대략적인 양을 측정할 수 있다. 광분석부(250)에 포함되는 장비는 일반적으로 알려져 있으므로 여기서는 자세하게 설명하지 않는다. 다만, 광분석부(250)에는 안테나(251)를 이용하여 공기시료에 포함된 입자의 성분과 관련된 정보를 외부에 무선으로 전송하는데 사용되는 무선통신기능을 수행하는 무선통신수단(미도시)을 포함한다. The optical analyzing unit 250 analyzes the laser light passing through the chamber 400 and the light collecting unit 240 to analyze the components of the particles inside the chamber 400 and transmits the analyzed signals to a digital signal processing device such as a processor or a display device, And converts it into information of a type that can be processed by a processing apparatus or the like. As described above, since the laser absorption spectroscopy is applied in the present invention, the absorption spectrum of the laser light can be detected, and the kind of particles present in the chamber 400 and the approximate amount thereof can be measured. The equipment included in the optical splitting unit 250 is generally known, and therefore will not be described in detail here. The optical analyzing unit 250 includes wireless communication means (not shown) for performing a wireless communication function, which is used for wirelessly transmitting information related to a component of particles included in an air sample to the outside using an antenna 251 do.

안테나(251)로부터 외부로 전송된 정보는 이동식 디스플레이장치(미도시)에 전달되어 다양한 방식으로 재생될 수 있다. 이동식 디스플레이장치는, 예를 들면, 중수누설 감지장치(200)를 직접 사용하고 있는 측정자의 손목시계형태의 디스플레이장치, 스마트폰 또는 노트북 등이 될 것이다. 이는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(200)의 크기가 소형으로 제작되었을 때, 중수누설 감지장치(200)의 사용자가 측정의 결과를 눈으로 쉽게 파악할 수 있도록 한다는 점에서 고정식에 비해 장점이 있다. The information transmitted from the antenna 251 to the outside can be transmitted to a mobile display device (not shown) and reproduced in various ways. The mobile display device may be, for example, a wristwatch-shaped display device of a measurer directly using the heavy water leakage detecting device 200, a smart phone or a notebook. This is advantageous compared to the fixed type in that the user of the heavy water leakage sensing apparatus 200 can easily grasp the measurement result by eyes when the heavy water leakage sensing apparatus 200 according to the present invention is made compact in size .

이하에서는 고정식 및 이동식을 구분하지 않고 설명하지만, 기재되는 용어의 일반적인 의미를 통해 고정식과 이동식을 구분하는 것은 어렵지 않을 것이다. Hereinafter, the description will be made without distinguishing the fixed type and the movable type, but it is not difficult to distinguish the fixed type from the movable type through the general meaning of the written terms.

진공도계측부(260)는 챔버(400) 내의 진공도를 측정하여 챔버(400) 내의 기압을 최적화하는 기초자료를 생성한다. 펌프(291)는 진공도계측부(260)의 측정 결과에 따라 챔버(400) 내의 진공의 정도를 조절한다. The degree-of-vacuum measuring unit 260 measures the degree of vacuum in the chamber 400 and generates basic data for optimizing the pressure in the chamber 400. The pump 291 adjusts the degree of vacuum in the chamber 400 according to the measurement result of the vacuum degree measuring unit 260.

베이스(270)는 일 면에 바디부(210), 광학부(220), 중수누설검출부(230), 집광부(240), 광분석부(250), 진공도계측부(260), 모니터(290), 펌프(291) 및 배터리(292)를 고정하며, 예를 들면, 측면에는 외부로부터 유입 또는 유출되는 공기시료를 인가 또는 배출하는데 사용되는 시료유출입수단(280)이 설치되어 있다. 시료유입수단(281-1)을 통해 중수누설이 예상되는 공기시료가 투입되고, 시료배출수단(280-2)을 통해 챔버(400) 내의 공기시료를 외부로 배출할 수 있다. The base 270 includes a body 210, an optical part 220, a water leakage detection part 230, a light collecting part 240, a light collecting part 250, a vacuum degree measuring part 260, a monitor 290, The pump 291 and the battery 292 are fixed. For example, a sample inflow / outflow unit 280 is provided on the side surface, which is used to apply or discharge an air sample flowing in or out from the outside. An air sample expected to leak heavy water is introduced through the sample introducing means 281-1 and the air sample in the chamber 400 can be discharged to the outside through the sample discharging means 280-2.

챔버(400)와 접하는 면에도 공기시료 내부입출구(272-1, 272-2)가 설치되어 있어 외부의 공기시료를 챔버(400) 내로 인가하거나 챔버(400) 내에 있는 공기시료를 제거하는데 사용된다. 제공되는 도면에는 제2바디(202)에 공기시료 내부입출구(272-1, 272-2)와 대응되는 입출구가 도시되어 있지 않지만, 이는 도면의 간소화를 위한 것으로, 실제로는 당연히 설치되어 있다. The air sample inlets 272-1 and 272-2 are also provided on the surface contacting the chamber 400 and are used to apply an external air sample to the chamber 400 or to remove air samples in the chamber 400 . In the drawings, the second body 202 does not show the air sample inlet / outlet ports 272-1 and 272-2 and the corresponding inlet / outlet port, but this is for the sake of simplification of the drawings and is actually installed.

또한 베이스(270)의 내부에는 진공도계측부(260) 및 펌프(291)와 챔버(400)를 연결하는 진공통로(미도시)가 형성되어 있어, 진공도계측부(260)가 챔버(400)의 진공도를 측정하거나 챔버(400)의 진공도를 조절할 수 있도록 한다. A vacuum path (not shown) is formed in the base 270 to connect the vacuum degree measuring unit 260 and the pump 291 to the chamber 400. The vacuum degree measuring unit 260 measures the degree of vacuum of the chamber 400 So that the degree of vacuum of the chamber 400 can be controlled.

모니터(290)는 광분석부(250)에서 생성된 정보를 가공·재생하며, 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(200)가 고정식일 때 유용하게 활용할 수 있다. 배터리(292)는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(200)에 필요한 전원을 공급하는 것으로, 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(200)가 이동식일 경우에 유용하게 활용할 수 있다. 덮개(293)는 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(200)가 고정식이건 이동식이건 유용하게 활용할 수 있는 것으로, 본 발명에 따른 중수누설 감지장치(200)의 내부 구성요소들을 보호하는 역할을 하게 될 것이다. 도면에는 자세하게 도시되지 않았지만, 덮개(293)는 베이스(270)에 탈·부착이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. The monitor 290 processes and reproduces the information generated by the optical analyzing unit 250 and is useful when the heavy water leakage detecting apparatus 200 according to the present invention is fixed. The battery 292 supplies power necessary for the heavy water leakage sensing apparatus 200 according to the present invention, and is useful when the heavy water leakage sensing apparatus 200 according to the present invention is a mobile type. The cover 293 may be useful for the heavy water leakage sensing apparatus 200 according to the present invention, whether fixed or mobile, and serves to protect the internal components of the heavy water leakage sensing apparatus 200 according to the present invention will be. Although it is not shown in detail in the drawing, it is preferable that the lid 293 can be attached to and detached from the base 270.

도 6은 본 발명에 따른 고정식 중수누설 감지장치의 사시도이다. 6 is a perspective view of a fixed water leakage detection apparatus according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 고정식 중수누설 감지장치는 일체형으로, 유지 및 보수가 용이하고, 광학거울 등의 광학부품을 효과적으로 할 수 있으며, 중수누설을 감지하기 위하여 추가로 필요한 장치가 최소한으로 할 수 있는 장점이 있다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, the fixed type heavy water leakage detecting apparatus according to the present invention is integrally formed, is easy to maintain and repair, can effectively perform optical parts such as an optical mirror, and further needs a device for detecting heavy water leakage. As shown in FIG.

본 발명에 따른 중수누설 감지장치는 이동보조수단을 설치함으로써 이동식으로 활용할 수 있다. 여기서 이동보조수단이라 함은, 예를 들면, 손잡이 또는 적어도 하나의 어깨끈(배낭형)을 의미한다. The heavy water leakage detection apparatus according to the present invention can be utilized as a portable type by providing a movement assistant means. Here, the movement assisting means means, for example, a handle or at least one shoulder strap (backpack).

도 7은 본 발명에 따른 시료채취수단의 일 실시 예이다. Fig. 7 shows an embodiment of sample collecting means according to the present invention.

도 7을 참조하면, 시료채취수단(600)은 손잡이부(610), 채취부(620) 및 방향조정부(630)를 포함한다. 손잡이부(610)의 한쪽은 시료유입수단(281-1)에 연결되고 손잡이부(610)의 다른 쪽은 방향조정부(630)의 일단에 연결되며, 일단이 시료를 채취하는 채취부(620)의 다른 일 단은 방향조정부(630)의 다른 일 단에 연결된다. Referring to FIG. 7, the sampling means 600 includes a handle 610, a sampling unit 620, and a direction adjusting unit 630. One side of the handle 610 is connected to the sample inlet means 281-1 and the other side of the handle 610 is connected to one end of the direction adjusting unit 630. One end of the handle 610 is connected to the sampling unit 620, The other end of the direction adjusting unit 630 is connected to the other end.

방향조정부(630)는 유연한(flexible) 재질로 구현하여 채취부(620)가 손잡이부(610)를 중심으로 360° 회전할 수 있도록 한다. The direction adjusting unit 630 may be formed of a flexible material so that the sampling unit 620 can rotate 360 degrees about the grip 610.

특히 채취부(620)의 일단을 확대한 좌측의 도면을 참조하면, 손잡이부(610), 채취부(620) 및 방향조정부(630)의 내부는 시료유입구(620-3)와 시료유입수단(281-1)을 연결하는 내부통로가 형성되어 있다는 것을 알 수 있다. Particularly, the inside of the grip 610, the collecting part 620 and the direction adjusting part 630 is connected to the sample inlet 620-3 and the sample inlet device 620-3 281-1 are connected to each other.

도 8은 본 발명에 따른 이동식 중수누설 감지장치의 일 실시 예이다. 8 is an embodiment of a mobile heavy water leakage detecting apparatus according to the present invention.

도 8을 참조하면, 이동보조수단은 손잡이(700)로 구현할 수 있으며, 베이스(270)의 일 면에 설치하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 중수누설 감지장치의 사용자는 손잡이(700)를 이용하여 손으로 중수누설 감지장치를 이동할 수 있게 된다. Referring to FIG. 8, the movement assisting means may be implemented by a handle 700, and may be installed on one side of the base 270. The user of the heavy water leakage sensing apparatus according to the present invention can move the heavy water leakage sensing apparatus by hand using the handle 700. [

도 9는 본 발명에 따른 이동식 중수누설 감지장치의 다른 일 실시 예이다. 9 is another embodiment of a mobile heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.

도 9를 참조하면, 이동보조수단은 이동식 중수누설 감지장치를 한쪽 어깨에 걸칠 수 있도록 하는 한 줄의 어깨끈(배낭형, 800)으로 구현할 수 있다. 사용자는 한 줄의 어깨끈(배낭형, 800)을 한쪽 어깨에 걸침으로써 중수누설 감지장치를 이동할 수 있다. Referring to FIG. 9, the movement assisting means may be embodied as a single shoulder strap (backpack 800) that allows the mobile heavy water leakage sensor to be worn on one shoulder. The user can move the heavy water leak detection device by placing one shoulder strap (one 800) on one shoulder.

도 10은 본 발명에 따른 이동식 중수누설 감지장치의 또 다른 일 실시 예이다. 10 is another embodiment of a mobile heavy water leakage detection apparatus according to the present invention.

도 10을 참조하면, 이동보조수단은 이동식 중수누설 감지장치를 양쪽 어깨에 걸칠 수 있도록 하는 두 줄의 어깨끈(배낭형, 900)으로 구현할 수 있다. 사용자는 양쪽 어깨에 두 줄의 어깨끈(배낭형, 900)을 양쪽 어깨에 걸침으로서 중수누설 감지장치를 이동할 수 있다. Referring to FIG. 10, the movement assisting means may be embodied as a two-line shoulder strap (backpack 900) that allows the mobile heavy water leakage sensor to be worn on both shoulders. The user can move the heavy water leak detection device by placing two shoulder straps (rucksack, 900) on both shoulders on both shoulders.

도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 실시 예에서는, 이동보조수단(700, 800, 900)을 베이스(270)의 면 중 바디부(210), 광학부(220), 중수누설검출부(230), 집광부(240), 광분석부(250), 진공도계측부(260), 베이스(270), 시료유출입수단(280), 모니터(290), 펌프(291), 배터리(292) 및 덮개(293)가 고정되는 면과 반대 쪽에 위치하는 면에 고정하여 사용하도록 도시되어 있으나, 이는 다양한 형태로 변형하여 사용하는 것이 가능하다. 8, 9, and 10, the movement assisting means 700, 800, and 900 are mounted on the body 210, the optical portion 220, the heavy water leakage detecting portion 230 The light collecting unit 250, the vacuum degree measuring unit 260, the base 270, the sample flow-in unit 280, the monitor 290, the pump 291, the battery 292, and the cover 293 Is fixed to a surface opposite to the surface to be fixed, but it can be used in various forms.

도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 이동식 중수누설 감지장치의 경우, 고정식에 비해 측정범위가 향상될 수 있다. 즉, 고정식은 배관, 밸브, 연료관 마개, 압력관 및 증기발생기 등 누설이 발생할 개연성이 높은 특정 장소에서의 누설 감지가 용이하지 않은 반면에, 이동식을 상기 장소에서의 중수누설을 구체적으로 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있다. 8, 9 and 10, the measurement range can be improved as compared with the fixed type. In other words, it is not easy to detect a leak in a fixed place where a leak is likely to occur, such as a pipe, a valve, a fuel pipe plug, a pressure pipe, and a steam generator, while the fixed type can detect the heavy water leakage specifically in the place There are advantages to be able to.

해당 장소에서 누출되는 중수를 정밀하게 측정하기 위해서는, 광분석부(250)에서 사용하는 구성요소들의 정밀도를 높이면 가능할 것이다. In order to precisely measure the heavy water leaking from the place, it is possible to increase the precision of the components used in the optical analyzing unit 250.

광분석부(250)에서 사용하는 무선 통신은 블루투스 및 지그비 등 통신 반경이 넓지 않은 방식을 사용할 수 있다. The wireless communication used in the optical splitting unit 250 may be a method in which the communication radius is not wide such as Bluetooth and ZigBee.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술작라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. In addition, it is apparent that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

110: 레이저
120: 제1광학거울
130: 제2광학거울
140: 제1집속렌즈
150: 제2집속렌즈
210: 바디부
220: 광학부
230: 중수누설검출부
240: 집광부
250: 광분석부
260: 진공도계측부
270: 베이스
280: 시료유출입수단
290: 모니터
291: 펌프
292: 배터리
293: 덮개 110: laser
120: 1st optical mirror
130: Second optical mirror
140: first focusing lens
150: second focusing lens
210:
220: Optical part
230: heavy water leakage detector
240: Concentrator
250:
260:
270: Base
280: Sample flow-out means
290: Monitor
291: Pump
292: Battery
293: Cover

Claims (13)

레이저, 제1광학거울, 제2광학거울, 제1집속렌즈 및 제2집속렌즈를 이용하여 중수의 누설을 감지하는 중수누설 감지장치에 있어서,
상기 레이저, 상기 제1광학거울, 상기 제2광학거울, 상기 제1집속렌즈 및 상기 제2집속렌즈의 전체 또는 일부가 장착되며, 중수누설을 검출하고자 하는 공기시료가 투입되고 상기 제1광학거울 및 상기 제2광학거울 사이의 공간인 챔버를 포함하는 바디부;
내부에 설치된 상기 레이저로부터 방출되는 레이저광을 상기 바디부에 방출하는 광학부;
상기 바디부를 통과하는 레이저광을 집속하는 집광부;
상기 집광부에서 집속된 레이저광을 이용하여 상기 챔버 내 공기시료의 성분과 관련된 정보를 생성하는 광분석부;
일 면에 상기 광학부, 상기 바디부, 상기 집광부와 상기 광분석부를 고정하며, 일 단은 상기 챔버에 연결되고 다른 일 단은 일 면 또는 다른 일 면에 연결된 투입관 및 배출관을 포함하는 베이스;
공기시료를 상기 투입관으로 유입하는 시료유입수단;
상기 챔버 내의 공기시료를 상기 배출관으로 배출하는 시료배출수단;
한쪽이 상기 시료유입수단에 연결되는 손잡이부;
한쪽으로 시료를 채취하는 채취부; 및
한쪽은 상기 손잡이부의 다른 한쪽에 연결되고 다른 한쪽은 상기 채취부의 다른 한쪽에 연결되며, 상기 손잡이부를 중심으로 상기 채취부를 360° 회전시킬 수 있는 방향조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. 1. A heavy water leakage detecting apparatus for detecting leakage of heavy water using a laser, a first optical mirror, a second optical mirror, a first focusing lens, and a second focusing lens,
Wherein an air sample to which a heavy water leakage is to be detected is charged and the first optical mirror And a chamber that is a space between the first optical mirror and the second optical mirror;
An optical unit for emitting a laser beam emitted from the laser installed in the body to the body part;
A condensing unit for condensing a laser beam passing through the body part;
A light splitting unit that generates information related to a component of the air sample in the chamber using the laser beam focused by the light collecting unit;
The optical part, the body part, the light collecting part, and the optical analysis part are fixed on one surface, and the other end is connected to the chamber and the other end is connected to one side or the other side, ;
A sample introduction means for introducing the air sample into the injection tube;
A sample discharge means for discharging an air sample in the chamber to the discharge pipe;
A grip portion having one side connected to the sample introduction means;
A sampling unit for sampling the sample on one side; And
And a direction adjusting unit which is connected to the other side of the handle and the other side of which is connected to the other side of the picking unit and is capable of rotating the picking unit about 360 degrees around the gripping unit . 제1항에 기재된 상기 중수누설 감지장치는,
상기 챔버의 진공도를 측정하는 진공도계측부;
상기 진공도계측부의 측정 결과에 따라 상기 챔버 내부의 진공도를 조정하는 펌프;
상기 광분석부로부터 전달받은 상기 정보를 영상으로 출력하는 모니터; 및
상기 펌프, 상기 진공도계측부, 상기 광학부, 상기 광분석부 및 상기 모니터에 전원을 공급하는 배터리; 중 적어도 하나를 더 포함하며,
상기 진공도계측부, 상기 펌프, 상기 모니터 및 상기 배터리도 상기 베이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The heavy water leakage detection apparatus according to claim 1,
A vacuum degree meter for measuring a vacuum degree of the chamber;
A pump for adjusting the degree of vacuum in the chamber according to a measurement result of the vacuum degree measuring unit;
A monitor for outputting the information received from the optical splitting unit as an image; And
A battery for supplying power to the pump, the vacuum degree measuring unit, the optical unit, the optical analyzing unit, and the monitor; And at least one of < RTI ID = 0.0 >
Wherein the vacuum degree measuring unit, the pump, the monitor, and the battery are also fixed to the base. 제2항에 기재된 상기 베이스의 내부에는,
상기 진공도계측부 및 상기 펌프와 상기 챔버를 연결하는 진공통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. In the inside of the base according to claim 2,
Wherein the vacuum degree measuring unit and the vacuum path connecting the pump and the chamber are formed. 제1항에 기재된 상기 바디부는,
일 면에 상기 광학부를 구성하는 상기 레이저의 일부가 삽입 장착되고 반대 면에 상기 제1광학거울의 일 면이 장착되는 제1바디;
일 면에 상기 제1광학거울의 반대 일면이 장착되고 반대 면에 상기 제2광학거울의 일 면이 장착되는 제2바디;
일 면에 상기 제2광학거울의 반대 일 면이 장착되며, 내부에 상기 제1집속렌즈가 장착되는 제3바디; 및
내부에 상기 제2집속렌즈가 장착되는 제4바디;를 포함하며,
상기 제1바디, 상기 제2바디, 상기 제3바디 및 상기 제4바디는 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The body part according to claim 1,
A first body on which a part of the laser constituting the optical part is inserted and a surface of the first optical mirror is mounted on the opposite surface;
A second body on one side of which the opposite side of said first optical mirror is mounted and on the opposite side to which said one side of said second optical mirror is mounted;
A third body on one side of which an opposite surface of the second optical mirror is mounted and on which the first focusing lens is mounted; And
And a fourth body in which the second focusing lens is mounted,
Wherein the first body, the second body, the third body, and the fourth body are connected in series. 제1항에 기재된 상기 챔버의 내부는 금으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The heavy water leakage detecting apparatus according to claim 1, wherein the inside of the chamber is coated with gold. 삭제delete 제2항에 기재된 상기 중수누설 감지장치는,
상기 바디부, 상기 광학부, 상기 바디부, 상기 집광부, 상기 광분석부, 상기 모니터, 상기 펌프, 상기 배터리를 덮는 덮개;를
더 포함하며,
상기 덮개는 상기 베이스의 일 면에 탈·부착이 가능한 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The heavy water leakage detecting apparatus according to claim 2,
A cover covering the body part, the optical part, the body part, the light collecting part, the light splitting part, the monitor, the pump, and the battery;
Further,
Wherein the lid is removable on one side of the base. 제7항에 기재된 상기 베이스의 반대 면 또는 상기 덮개의 상부에는,
이동보조수단이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. An electronic device according to claim 7 or 8,
Further comprising a movement assisting means for restricting movement of the movable member. 제8항에 기재된 상기 이동보조수단은,
손잡이 또는 적어도 하나의 어깨끈(배낭형)인 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The moving assistant device according to claim 8,
And a handle or at least one shoulder strap (backpack type). 제1항에 기재된 상기 광분석부에는,
무선 안테나; 및
상기 정보를 상기 무선 안테나에 전달하는 무선통신수단;을
포함하는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The optical element according to claim 1,
Wireless antenna; And
And wireless communication means for transmitting the information to the wireless antenna
And wherein the water leakage detection device comprises: 제10항에 기재된 상기 중수누설 감지장치는,
상기 무선 안테나를 통해 전달받은 상기 정보를 재생하는 이동식 디스플레이장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The heavy water leakage detection apparatus according to claim 10,
And a mobile display device for reproducing the information transmitted through the wireless antenna. 삭제delete 제1항에 기재된 상기 손잡이부, 채취부 및 방향조정부의 내부는,
상기 시료유입수단과 통하는 내부통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중수누설 감지장치. The inside of the handle part, the picking part and the direction adjusting part according to claim 1,
And an inner passage communicating with the sample inlet means is formed.
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