KR101712392B1 - 필름 적층형 액체 감지 센서 - Google Patents

필름 적층형 액체 감지 센서 Download PDF

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이병훈
김진균
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(주)하이큐브시스템
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Abstract

본 발명은 액체 감지 센서에 있어서, 베이스필름; 상기 베이스필름의 상면에 길이 방향을 따라 나란하게 형성된 제1 절연층;과 제2 전극층; 상기 제1 절연층의 상면에 적층된 제1 전극층; 상기 제2 전극층의 상면에 적층된 제2 절연층; 및 상기 제1 전극층과 제2 전극층이 내측 방향으로 노출되도록 형성된 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 적층형 액체 감지 센서에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 2개의 전극층의 층 높이를 다르게 적층하고, 각각의 전극층이 내측 방향으로 노출되도록 홀을 생성하여 액체가 홀이 침투하면 2개의 전극층이 통전되어 빠르게 누수를 감지할 수 있는 필름 적층형 액체 감지 센서를 제공할 수 있다.

Description

필름 적층형 액체 감지 센서{FILM LAYERED TYPE LIQUID DETECTING SENSOR}
본 발명은 액체 감지 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2개의 전극층의 층 높이를 다르게 적층하고, 각각의 전극층이 내측 방향으로 노출되도록 홀을 생성하여 액체가 홀이 침투하면 2개의 전극층이 통전되어 빠르게 누수를 감지할 수 있는 필름 적층형 액체 감지 센서에 관한 것이다.
본 발명은 액체 감지 센서에 관한 것이다.
현대사회에 있어 기술이 발전할수록 기계 및 설비 시설의 정밀화, 첨단화가 요구된다. 정밀화, 첨단화가 가속될수록 기계 또는 전산장비에 있어서 민감성 또한 높아지게 된다. 특히 반도체 시설이나 주요 전자시설 공정에서 누수 또는 누유가 발생할 경우 시스템적 오류로 이어져 대형사고를 불러일으킬 수 있다. 따라서 누수감지시스템은 산업사회에 있어서 필수적인 방제시스템이 되었다.
기존의 액체 감지 센서는 수분을 흡수하면 전도성을 띄는 수단을 통하여 2개의 전극층이 통전되어 누수를 감지하는 방식이었다.
이러한 기존의 액체 감지 센서는 구조적으로 누수를 감지하는 속도가 느리고, 높은 습도, 이슬과 같은 의도하지 않은 외부 요인에 의해서 수분 흡수 수단이 젖게되어 잦은 고장을 발생한다는 문제점이 있다.
또한, 수분을 흡수하는 수단을 사용하지 않은 액체 감지 센서의 경우에도 위와 같은 의도하지 않은 외부 요인에 의해서 전극층 간의 통전이 이루어져 누수가 아닌 경우에 누수로 판단되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1610053호 등에 개시되어 있으나, 상술한 문제점에 대한 근본적인 해결책은 제시되고 있지 못하는 실정이다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 2개의 전극층의 층 높이를 다르게 적층하고, 각각의 전극층이 내측 방향으로 노출되도록 홀을 생성하여 액체가 홀이 침투하면 2개의 전극층이 통전되어 빠르게 누수를 감지할 수 있는 필름 적층형 액체 감지 센서를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 2개의 전극층의 층 높이를 다르게 적층하여 형성함으로써, 소량의 액체가 침투되어 2개의 전극층이 통전되는 것을 방지함으로써, 액체 감지의 정확성을 향상시키는 필름 적층형 액체 감지 센서를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 액체를 흡수하는 수단을 통해 통전되는 것이 아닌 홀에 침투된 액체를 통해서 직접적으로 통전되기 때문에 액체가 침투한 후에도 수분이 증발하면 액체 감지 센서를 교체하지 않고 재사용이 가능한 필름 적층형 액체 감지 센서를 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 베이스필름(100); 상기 베이스필름(100)의 상면에 길이 방향을 따라 나란하게 형성된 제1 절연층(213);과 제2 전극층(250); 상기 제1 절연층(213)의 상면에 적층된 제1 전극층(210); 상기 제2 전극층(250)의 상면에 적층된 제2 절연층(253); 및 상기 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 내측 방향으로 노출되도록 형성된 홀(310);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스필름(100), 제1 전극층(210), 및 제2 절연층(253) 상에 적층되는 제1 보호필름(335); 상기 제1 보호필름(335)의 상면에 적층되되 표면에 문자 또는 이미지가 프린팅된 프린팅 레이어(333); 및 상기 프린팅 레이어(333)의 상면에 적층되는 투명 재질의 제2 보호필름(331);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극층(210) 및 제2 전극층(250)은, 외측면이 상기 베이스필름(100)보다 소정 간격 내입된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 절연층(213)은, 하면에 제1 필링층(215)을 더 포함하고, 상기 제2 절연층(253)은, 상면에 제2 필링층(255)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 전극층(250)은, 내측면이 연장되어 상기 제1 필링층(215)에 내입된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홀은, 상기 제1 전극층(210)이 내측 방향으로 노출됨과 동시에 상기 제2 전극층(250)의 일부분이 상측 또는 하측 방향으로 노출되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 2개의 전극층의 층 높이를 다르게 적층하고, 각각의 전극층이 내측 방향으로 노출되도록 홀을 생성하여 액체가 홀이 침투하면 2개의 전극층이 통전되어 빠르게 누수를 감지할 수 있는 필름 적층형 액체 감지 센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 2개의 전극층의 층 높이를 다르게 적층하여 형성함으로써, 소량의 액체가 침투되어 2개의 전극층이 통전되는 것을 방지함으로써, 액체 감지의 정확성을 향상시키는 필름 적층형 액체 감지 센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액체를 흡수하는 수단을 통해 통전되는 것이 아닌 홀에 침투된 액체를 통해서 직접적으로 통전되기 때문에 액체가 침투한 후에도 수분이 증발하면 액체 감지 센서를 교체하지 않고 재사용이 가능한 필름 적층형 액체 감지 센서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 감지 센서의 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 액체 감지 센서에 수분이 침투한 것을 예시한 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 감지 센서의 절단면을 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평면 투과도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 감지 센서의 단면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 감지 센서의 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 필름 적층형 액체 감지 센서(10)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명인 필름 적층형 액체 감지 센서는 베이스필름(100), 제1 절연층(213), 제2 절연층(253), 제1 전극층(210), 제2 전극층(250), 홀(310)을 포함한다.
제1 절연층(213)과 제2 전극층(250)은 베이스필름(100)의 상면에 길이 방향을 따라 나란하게 형성되어 있다.
제1 전극층(210)은 제2 절연층(213)의 상면에 적층되고, 제2 절연층(253)은 제2 전극층(250)의 상면에 적층된다.
위와 같은 구성으로 인하여, 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)은 서로 다른 층으로 형성된다.
바람직하게는, 제1 절연층(213)과 제2 절연층(253)이 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 두께보다 두껍게 적층됨으로써, 서로 다른 층으로 형성되도록 하는 것을 의미한다.
다시 말해, 제1 절연층(213)과 제2 전극층(250)은 베이스필름(100)의 상면에 길이 방향을 따라 나란하게 형성된다.
제1 전극층(210)은 제1 절연층(213)의 상면에 적층되고, 제2 절연층(253)은 제2 전극층의 상면에 적층되어 제1 전극층(210)이 제2 전극층(250)보다 높이 형성되도록 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 감지 센서의 단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 액체 감지 센서에 수분이 침투한 것을 예시한 예시도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
액체 감지 센서(10)는 베이스필름(100), 제1 전극층(210), 제2 전극층(250), 제1 절연층(213), 제2 절연층(253), 제1 필링층(215), 제2 필링층(255), 커버필름(300), 홀(310)을 포함한다.
제1 절연층(213)과 제2 전극층(250)은 베이스필름(100)의 상면에 길이 방향을 따라 나란하게 형성된다.
보다 상세하게는, 제1 절연층(213)과 제2 전극층(250)은 베이스필름(100)의 상면에 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 것을 의미한다.
이때, 전극층은 도전성 잉크, 금속성(Ag, Cu 등) Paste 및 Foil, Carbon계(CNT, 그래핀 등) Tape 등이 실시 가능하다.
전극층은 전도성 카본계 전극으로 구성됨으로써, 전극 산화 문제가 발생하지 않아 신뢰성이 확보된다는 장점이 있다.
이때, 절연층은 절연 재질로 이루어지며 PP, PET, PE, PVC 등의 필름이 실시 가능하다.
제1 전극층(210)은 제1 절연층(213)의 상면에 적층되고, 제2 절연층(253)은 제2 전극층(250)의 상면에 적층된다.
또한, 제1 필링층(215)은 제1 절연층(213)의 하면에 적층되고, 제2 필링층(255)은 제2 절연층(253)의 상면에 적층된다.
이때, 필링층 또한 절연 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, PP, PET, PC 등의 필름이 실시 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 절연층과 필링층은 전기가 통전되지 않는 절연 재질로 이루어진 층으로, 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 높이를 다르게 형성하기 위한 구성요소이다.
바람직하게는, 도면과 같이 제1 전극층(210), 제2 전극층(250), 제1 필링층(215), 제2 필링층(255), 제1 절연층(213), 제2 절연층(253)은 같은 높이로 형성되어 적층될 수 있지만, 본 발명의 주 목적은 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 높이를 다르게 하는 것이므로, 발명의 실시자가 각각의 층의 높이를 용이하게 선택하여 실시할 수 있다.
또한 베이스필름(100)은 PP, PET, PE, PVC 등의 필름이 실시 가능하며, 하면에 점착층(110)을 더 포함하여 누수를 감지하기 위한 대상물에 부착할 수 있도록 한다.
이러한 점착층(110)은 양면 테이프와 같이 대상물에 부착 가능한 수단이라면 무엇이든 실시 가능하다.
홀(310)은 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 내측 방향으로 노출되도록 형성되어 있다.
커버필름(300)은 제1 보호필름(335), 프린팅 레이어(333), 제2 보호필름(331)을 포함한다.
제1 보호필름(335)은 베이스필름(100), 제1 전극층(210), 제2 절연층(253) 상에 적층된다.
프린팅 레이어(333)는 제1 보호필름(335)의 상면에 적층된다.
제2 보호필름(331)은 프린팅 레이어(333)의 상면에 적층된다.
이때, 프린팅 레이어(333)는 표면에 문자 또는 이미지가 프린팅되어 있고, 제2 보호필름(331)은 투명 재질로 형성되어 프린팅 레이어(333)에 프린팅한 문자 또는 이미지가 외부에서 보이도록 한다.
이와 같은 구성으로, 도 1과 같이 제 1 전극층(210)은 베이스필름(100)의 상면으로부터 제1 필링층(215), 제1 절연층(213)의 위에 적층됨으로써 베이스필름(100)을 기준으로 3층에 해당하는 높이로 구성된다. 또한, 제2 전극층(250)은 베이스필름(100)의 상면에 적층됨으로써 베이스필름(100)을 기준으로 1층에 해당하는 높이로 구성된다.
이하, 홀(310)에 수분이 침투되는 것을 예시한 도 2 및 도 3을 참조하여 예시하도록 한다.
도 2를 참조하면, 액체가 홀(310)에 침투되어 2층 이하로 쌓이게 되면 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 통전되지 않아서 누수가 감지되지 않는 것을 예시하고 있다.
도 3을 참조하면, 액체가 3층 이상의 높이로 침투되었기 때문에 침투된 액체에 의해 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 통전되어 누수가 감지되게 된다.
이렇게 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 높이 층을 다르게 적층하여 액체 감지 센서(10)를 형성함으로써, 이슬이 침투하여 누수로 감지되거나, 필름의 꺾임 현상에 의해 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 맞닿아 누수로 감지되는 것과 같은 의도하지 않은 외부 요인에 의해 누수로 감지되는 현상을 방지하는 효과가 있다.
이때, 전극층, 절연층, 필링층의 높이는 발명의 실시자가 용이하게 선택하도록 한다.
또한, 홀(310)의 폭은 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 내측면이 노출되어 수분히 침투하였을 때 통전되도록 충분한 크기로 형성하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 감지 센서의 절단면을 보여주는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 액체 감지 센서(10)의 홀(310)이 위치한 부분을 절단한 것으로 정면에 절단면을 보여줌과 동시에 사시도를 나타내고 있다.
절단면의 정면은 위에서 설명하였던 도 1과 동일한 형태이며, 홀(310)이 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 내측 방향으로 노출되도록 형성되어 있고 액체 감지 센서(10)의 길이방향으로 복수 개 형성되어 있다.
이때, 홀(310)의 폭은 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 내측면이 노출되어 수분이 침투하였을 때 통전되도록 충분한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 홀(310)은 동일한 크기로 액체 감지 센서(10)의 길이방향으로 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평면 투과도이다.
도 5를 참조하면, 위에서 설명한 바와 같이 홀(310)을 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 내측면이 노출되도록 충분한 크기로 타공한 것을 예시하였다.
예컨대, 수치상으로 예를 들면 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 폭이 2mm라고 가정하면, 홀(310)을 2mm 이하로 타공하게 되면 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 내측면이 노출되지 않을 수 있으므로, 홀(310)의 폭을 적어도 2.1mm 이상으로 타공하여 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 내측면이 충분하게 노출되도록 하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 감지 센서의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 외측면이 베이스필름(100)보다 소정 간격 내입되어 있다.
이는, 베이스필름(100)에 한정되는 것이 아니라, 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 외측면이 커버필름(300), 제1 절연층(213), 제2 절연층(253)보다 소정 간격 내입될 수 있는 것을 의미한다.
이와 같이 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 외측면을 소정 간격 내입되도록 형성함으로써, 외측면이 액체에 닿아 오작동을 일으키거나, 마찰에 의해 마모되어 전극층에 손상이 감으로써 센서의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1 필링층(215) 및 제2 필링층(255)의 외측면이 베이스필름(100)보다 소정 간격 내입되어 형성될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 감지 센서의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제2 전극층(250)은 내측면이 연장되어 제1 절연층(213) 또는 제1 필링층(215)에 내입된다.
바람직하게는, 제2 전극층(250)은 그 폭이 제1 절연층(213) 또는 제1 필링층(215)의 중단까지 다다르도록 형성되어 있는 것을 의미한다.
또한, 홀(310)은 제1 전극층(210)이 내측 방향으로 노출됨과 동시에 제2 전극층(250)의 일부분이 상측으로 노출되도록 형성되어 있다.
이와 같은 구성으로 인하여 도 1과 비교하면, 홀(310)의 바닥면의 기준이 도 1에서는 베이스필름(100)이지만 도 7에서는 홀(310)의 바닥면의 기준이 제2 전극층(250)의 상면이 되어 도 1보다 소량의 액체가 침투되어도 감지가 되고, 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 통전이 보다 빠르게 일어나는 것을 알 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9를 설명함에 있어서, 도 7과 제1 전극층(210), 제2(250)의 위치가 다르게 도시되어 있지만, 이는 실시예 설명의 편의를 위한 것이다.
도 8을 참조하면, 위의 도 1내지 도 7에서처럼 홀(310)이 커버필름(300)으로부터 형성되는 것이 아닌 베이스필름(100)으로부터 형성된 것을 예시하고 있다.
이는, 액체 감지 센서(10)를 실외에서도 사용할 수 있도록 한 구성으로, 홀(310)이 액체 누수 예상 부위에 직접 접촉되어 누수가 되면 액체가 하측으로부터 차올라서 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 통전되도록 한다.
따라서, 제1 전극층(210)은 바닥면으로부터 3층에 해당하는 높이가 되고, 제2 전극층(250)은 5층에 해당하는 높이가 되어 액체가 침투되어 5층까지 차오르게 되면 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 통전되어 누수가 감지된다.
도 9를 참조하면, 도 8과 같이 홀(310)을 베이스필름(100)으로부터 형성하되, 도 7과 같이 전극층이 연장되어 형성된 것을 예시하고 있다.
도 9에서도 도 7과 마찬가지로, 제2 전극층(250)의 내측면이 연장되어 제1 필링층(215)에 내입되었다.
또한, 도 9에서는 도 7과 다르게 설명의 편의성을 위하여 제2 전극층(250)이 아닌 제1 전극층(210)의 내측면이 제2 절연층(253) 또는 제2 필링층(255)에 내입되도록 연장되어 형성된 것을 예시하고 있다.
이와 같은 구성으로 인하여, 도 8과 같이 실외에서도 사용할 수 있고, 홀(310)이 액체 누수 예상 부위에 직접 접촉되어 누수가 되면 액체가 하측으로부터 차올라서 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 통전되도록 하되, 도 8보다 소량의 액체가 침투되어도 감지가 되고, 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)의 통전이 보다 빠르게 일어날 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 액체 감지 센서
100: 베이스필름 110: 점착층
200; 전극층 210: 제1 전극층
213: 제1 절연층 215: 제1 필링층
250: 제2 전극층 253: 제2 절연층
255: 제2 필링층 300: 커버필름
310: 홀 331: 제1 보호필름
333: 프린팅 레이어 335: 제2 보호필름

Claims (6)

  1. 베이스필름(100);
    상기 베이스필름(100)의 상면에 길이 방향을 따라 나란하게 형성된 제1 절연층(213);과 제2 전극층(250);
    상기 제1 절연층(213)의 상면에 적층된 제1 전극층(210);
    상기 제2 전극층(250)의 상면에 적층된 제2 절연층(253); 및
    상기 제1 전극층(210)과 제2 전극층(250)이 내측 방향으로 노출되도록 형성된 홀(310);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 적층형 액체 감지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스필름(100), 제1 전극층(210), 및 제2 절연층(253) 상에 적층되는 제1 보호필름(335);
    상기 제1 보호필름(335)의 상면에 적층되되 표면에 문자 또는 이미지가 프린팅된 프린팅 레이어(333); 및
    상기 프린팅 레이어(333)의 상면에 적층되는 투명 재질의 제2 보호필름(331);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 적층형 액체 감지 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극층(210) 및 제2 전극층(250)은,
    외측면이 상기 베이스필름(100)보다 소정 간격 내입된 것을 특징으로 하는 필름 적층형 액체 감지 센서.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 절연층(213)은,
    하면에 제1 필링층(215)을 더 포함하고,
    상기 제2 절연층(253)은,
    상면에 제2 필링층(255)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 적층형 액체 감지 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 전극층(250)은,
    내측면이 연장되어 상기 제1 필링층(215)에 내입된 것을 특징으로 하는 필름 적층형 액체 감지 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 홀은,
    상기 제1 전극층(210)이 내측 방향으로 노출됨과 동시에 상기 제2 전극층(250)의 일부분이 상측 또는 하측 방향으로 노출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 필름 적층형 액체 감지 센서.
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