KR101712919B1 - Tape type gas detection sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 감지 센서에 관한 것으로, 특히 테이프 형태로 LNG, LPG 가스를 감지하기 위한 가스 센서를 구성하여 파이프 라인의 연결부를 감싸거나 또는 탱크로리 등의 용접부위에 직접 부착하거나 또는 가스의 누설이 예상되는 실내나 실외의 벽이나 바닥에 부착되어 설치됨으로써 누설되는 LNG 및 LPG 가스를 즉각적으로 감지할 수 있도록 한 고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서는, 필름재질로 된 베이스필름층; 상기 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 형성된 한 쌍의 도전라인;으로 구성되며, 상기 도전라인 중 하나의 도전라인은 그래핀 잉크(Graphene Ink) 80~95중량%와 파우더 형태의 POSS(Polyhedral Oligomeric Silsequioxane) 5~20중량%가 혼합된 고분자 화합물로 구성된다.The present invention relates to a gas sensor, and more particularly, to a gas sensor for detecting LNG or LPG gas in the form of a tape, in which a connection portion of a pipeline is enclosed or attached directly to a weld portion such as a tank lorry, The present invention provides a tape type gas sensing sensor using a polymer compound capable of instantly detecting leaked LNG and LPG gas by being attached to a wall or floor of a room or an outside.
According to an aspect of the present invention, there is provided a tape type gas sensing sensor using a polymer compound, comprising: a base film layer made of a film material; And a pair of conductive lines arranged in parallel to one another in the longitudinal direction on the upper surface of the base film layer, wherein one of the conductive lines is composed of 80 to 95% by weight of graphene ink and a POSS Polyhedral Oligomeric Silsequioxane) in an amount of 5 to 20% by weight.

Description

고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서{Tape type gas detection sensor}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tape type gas detection sensor using a polymer compound,

본 발명은 가스 감지 센서에 관한 것으로, 특히 LNG, LPG 가스를 감지하기 위하여 고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a gas sensing sensor, and more particularly, to a tape-type gas sensing sensor using a polymer compound for sensing LNG and LPG gas.

LNG 또는 LPG 등은 연소가 가능하여 가정이나 산업체 등의 연료도 많이 사용하게 되며, 운송이나 보관시에는 고압의 압력에 의해 액화 상태로 존재하게 된다.LNG, LPG, etc. can be burned so that many fuels such as home and industry are used, and when transported or stored, they are in a liquefied state under high pressure.

그런데 운송이나 보관시에 용기가 파손되면, 고압의 가스가 분출되는 폭발사고 및 화재사고 등의 대형사고의 위험이 매우 크다.However, if containers are damaged during transport or storage, there is a great risk of major accidents such as explosion and fire accidents where high pressure gas is ejected.

특히, 장거리 운반시에 수많은 파이프를 연결한 형태의 파이프 라인을 사용하게 되는데, 그 파이프들의 연결부 부위에서 가장 많은 가스의 누설이 발생하게 된다.In particular, when a long distance is transported, many pipelines are used, and the most gas leakage occurs at the connection portions of the pipes.

이러한 대형 사고를 미연에 방지하기 위하여 가스 센서에 의해 가스가 누설되면 이를 즉시 경보하여 조치할 수 있도록 하게 되는데, 이러한 종래의 가스 센서는 공개특허 제1998-050398호에 나타나 있으며, 도1 및 도2는 이러한 가스 센서의 구조를 보인 도이다.In order to prevent such a large accident, the gas sensor can immediately alert the gas sensor when it is leaked. Such a conventional gas sensor is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1998-050398, and FIGS. 1 and 2 Is a diagram showing the structure of such a gas sensor.

도1 및 도2에 도시된 바와같이 종래의 가스 센서는 몸체(1)의 하부에 지지봉(2)을 형성하고. 몸체(1)의 상부에 백금코일로 이루어진 온도보상부(3) 및 활성부(4)코일을 지지하는 지지대(5)가 구비된다.As shown in Figs. 1 and 2, a conventional gas sensor has a support rod 2 formed at a lower portion of the body 1, A temperature compensating portion 3 made of a platinum coil and a support 5 for supporting the coil of the active portion 4 are provided on the body 1.

이때 상기 온도보상부(3)와 활성부(4)코일에는 염소를 포함하고 있는 촉매가 침투되어 있는 알루미나 담체(7)가 일체로 감싸고 있게 된다.At this time, the alumina carrier 7 in which the catalyst containing chlorine is permeated is integrally enclosed in the temperature compensating part 3 and the active part 4 coil.

또한 촉매는 [Pd(NH3)b](NO3)a와 [Pt(NH3)b](NO3)a를 사용하여 얻어진 PdO와 Pt black를 배합하여 조성되고, 상기 알루미나 담체(7)는 원통형으로 하여 내부에 통공(8)이 형성되며, 3V(±10%)의 인가전압이 걸리도록 하여 구성된다.Further, the catalyst is constituted by combining PdO and Pt black obtained by using [Pd (NH 3) b] (NO 3) a and [Pt (NH 3) b] (NO 3) a, and the alumina carrier 7 is formed into a cylindrical shape A through hole 8 is formed in the inside thereof, and an applied voltage of 3 V (± 10%) is applied.

그러므로 접촉연소식으로 가스를 감지할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to detect gas by contact combustion.

그런데, 이러한 종래의 가스 센서는 하나의 소자 형태로 되어 있어서, 매우 국한된 실내에만 설치되는 구조로서, 파이프 라인의 연결부위, 탱크로리 등의 가스 운반차량의 용접부위에는 적용할 수 없으며, 고가인 문제점이 있다.
However, such a conventional gas sensor is in the form of a single device, which is installed only in a very limited room, and is not applicable to a welding portion of a gas transportation vehicle such as a connecting portion of a pipeline or a tank lorry, .

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하고자, 테이프 형태로 LNG, LPG 가스를 감지하기 위한 가스 센서를 구성하여 파이프 라인의 연결부를 감싸거나 또는 탱크로리 등의 용접부위에 직접 부착하거나 또는 가스의 누설이 예상되는 실내나 실외의 벽이나 바닥에 부착되어 설치됨으로써 누설되는 LNG 및 LPG 가스를 즉각적으로 감지할 수 있도록 한 고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to solve the problems of the related art, a gas sensor for detecting LNG and LPG gas in the form of a tape is installed to cover a connection part of a pipeline or directly to a welding part such as a tank lorry, The present invention provides a tape type gas sensing sensor using a polymer compound capable of instantly detecting leaked LNG and LPG gas by being attached to a wall or floor of a room or an outside.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서는,In order to accomplish the above object, there is provided a tape type gas sensing sensor using a polymer compound according to the present invention,

필름재질로 된 베이스필름층;A base film layer made of a film material;

상기 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 형성된 한 쌍의 도전라인;A pair of conductive lines formed on the upper surface of the base film layer in a lengthwise direction;

가스에 반응하여 저항값이 변화되는 물질에 의해 상기 도전라인이 외부로 노출되지 않도록 베이스필름층의 상부면에 도포되는 코팅층;으로 구성되며,And a coating layer applied to a top surface of the base film layer so that the conductive line is exposed to the outside by a material whose resistance value changes in response to gas,

상기 코팅층은 그래핀 잉크(Graphene Ink) 80~95중량%와 파우더 형태의 POSS(Polyhedral Oligomeric Silsequioxane) 5~20중량%가 혼합된 고분자 화합물로 구성된다
The coating layer is composed of a polymer compound in which 80 to 95% by weight of graphene ink and 5 to 20% by weight of POSS (Polyhedral Oligomeric Silsequioxane) are mixed

이와같은 본 발명은 도전라인이 LNG, LPG 등의 가스에 반응하여 저항값이 변화됨으로써 그 변화된 저항값에 의해 가스의 누설을 정확히 감지할 수 있으며, 아울러 테이프 형태를 가지므로 파이프의 연결부위, 탱크 등의 용접부위에 직접 부착하여 실내나 실외의 벽이나 바닥에 손쉽게 부착하여 설치함으로써 설치의 용이성이 뛰어나다.According to the present invention as described above, since the resistance of the conductive line reacts with the gas such as LNG or LPG to change the resistance value, the gas leakage can be precisely detected by the changed resistance value. In addition, since the conductive line has a tape shape, Or the like, and is easily attached to the wall or the floor of the room or the outside, so that the ease of installation is excellent.

아울러 화학적 처리에 의해 제조되므로 제조비용도 저렴하여 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다.
In addition, since it is manufactured by chemical treatment, the manufacturing cost is low and the price competitiveness is excellent.

도1 및 도2는 종래의 가스 감지 센서의 구조를 보인 도.
도3은 본 발명에 의한 가스 감지 센서의 분해 구조를 보인 도.
도4는 본 발명의 적층된 상태를 보인 도.1 and 2 are views showing the structure of a conventional gas sensing sensor.
3 is a view showing a decomposition structure of a gas sensing sensor according to the present invention.
4 is a view showing the laminated state of the present invention.

본 발명의 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명의 분해 구조를 보인 도이고, 도4는 본 발명의 적층된 상태도로서, 본 발명의 가스 감지 센서(100)는 베이스필름층(110), 도전라인(111,112), 상부보호필름층(120)으로 구성된다.FIG. 3 is a view showing the decomposition structure of the present invention. FIG. 4 is a laminated state view of the present invention. The gas sensing sensor 100 of the present invention includes a base film layer 110, conductive lines 111 and 112, Layer 120 as shown in FIG.

베이스필름층(110)은 도전라인(111,112)이 상부에 형성되기 위한 층으로서, 도전라인(111,112)의 패턴을 인쇄 방식에 형성하기 위해 PET, PE, PI, PC, PTFE, PVC 또는 기타 테프론 계열의 재질의 필름으로 형성된다.The base film layer 110 is a layer on which the conductive lines 111 and 112 are formed and may be formed of PET, PE, PI, PC, PTFE, PVC or other Teflon series As shown in Fig.

그리고, 도전라인(111,112)은 베이스필름층(110)의 상부표면에서 서로 이격되어 길이방향으로 평행하게 스트립 형태로 배치되며, 하나의 도전라인(111)은 전도성을 갖는 고분자 화합물로 형성되고, 또 다른 도전라인(112)은 도전성 잉크 또는 은(Silver) 화합물로 인쇄되어 형성된다.The conductive lines 111 and 112 are arranged in strips parallel to each other in the longitudinal direction spaced apart from each other on the upper surface of the base film layer 110. One conductive line 111 is formed of a conductive polymeric compound, The other conductive line 112 is formed by printing with a conductive ink or silver compound.

이때, 2개의 도전라인(111,112)의 일측 끝단은 서로 전기적으로 연결된 상태를 갖는다.At this time, one ends of the two conductive lines 111 and 112 are electrically connected to each other.

도전라인(111)을 형성하는 고분자 화합물은 그래핀 잉크(Graphene Ink) 80~95중량%와 파우더 형태의 POSS(Polyhedral Oligomeric Silsequioxane) 5~20중량%가 혼합된 고분자 화합물로 구성된다.The polymer compound forming the conductive line 111 is composed of a polymer compound in which 80 to 95% by weight of graphene ink and 5 to 20% by weight of POSS (polyhedral oligomeric silsequioxane) are mixed.

이러한 파우더 형태의 POSS는 그래핀 잉크의 공극에 채워지게 되어 LNG 및 LPG 입자를 흡착하여 포집하는 역할을 하게 됨으로써 도전라인(111)의 저항값을 변화시키게 되는 것이다.This powder type POSS is filled in the gaps of the graphene ink to adsorb and collect LNG and LPG particles, thereby changing the resistance value of the conductive line 111.

즉, 도전성을 갖는 LNG 및 LPG 입자의 포집량에 따라 도전라인(111)의 저항값 즉, 전기전도도가 변화되므로, POSS에 의해 다량의 LNG 및 LPG 입자를 포집함으로써 센싱 감도가 증가되는 효과를 가지게 된다.That is, since the resistance value of the conductive line 111, that is, the electric conductivity, changes depending on the amount of collected LNG and LPG particles having conductivity, the sensing sensitivity is increased by collecting a large amount of LNG and LPG particles by POSS do.

베이스필름층(110)의 상부에는 상부보호필름층(120)이 라미네이션에 의해 적층되어 도전라인(111,112)을 외부의 자극으로부터 보호하게 되는데, 베이스필름층(110)과 같이 PET, PE, PI, PC, PTFE, PVC 또는 기타 테프론 계열의 재질로 형성되며, 도전라인(111)에 해당하는 위치에 일정간격마다 센싱홀(121)이 관통되어 형성되도록 구성된다.The upper protective film layer 120 is laminated by lamination on the upper part of the base film layer 110 to protect the conductive lines 111 and 112 from external stimuli. Like the base film layer 110, PET, PE, PI, PC, PTFE, PVC, or other Teflon-based materials. The sensing holes 121 are formed at predetermined intervals in positions corresponding to the conductive lines 111.

특히 외부환경에 영향을 많이 받는 옥외에는 도전라인(111,112)을 보호하기 위하여 상부보호필름층(120)이 적층되는 것이 좋으며, 옥내에서는 여건에 따라 상부보호필름층(120)이 선택적으로 적층되거나 또는 적층되지 않을 수 있다.
In particular, the upper protective film layer 120 may be laminated in order to protect the conductive lines 111 and 112, and the upper protective film layer 120 may be selectively laminated depending on circumstances. It may not be laminated.

이러한 가스 감지 센서(100)의 센싱 과정을 상부보호필름층(120)이 적층된 상태를 예로 들어 설명한다.The sensing process of the gas sensing sensor 100 will be described with an example in which the upper protective film layer 120 is laminated.

본 발명의 가스 감지 센서(100)는 테이프 형태이므로 LNG 또는 LPG가 이동하는 파이프의 연결부 또는 보관 탱크, 탱크로리 등의 저장조의 용접부위에 감겨지거나 부착될 수 있으며, 또는 LNG 또는 LPG의 누설이 예상되는 실내나 실외의 벽이나 바닥에 부착되어 설치될 수 있다.Since the gas sensing sensor 100 of the present invention is in the form of a tape, it can be wound or attached on a welded portion of a connecting pipe of a pipe through which LNG or LPG moves, a storage tank such as a storage tank or a tank lorry, or an LNG or LPG Or may be attached to a wall or floor of an outside room.

따라서, 가스가 누설되어 상부보호필름층(120)의 센싱홀(121)로 유입되면, 누설된 가스가 고분자 화합물로 된 도전라인(111)과 접촉하게 되는데, 이때 도전라인(111)과 도전라인(112)은 일측 끝단은 서로 전기적으로 연결되고, 타측 끝단은 제어기에 커넥터를 통하여 연결된 상태여서 폐회로를 구성하고 있으므로, 도전라인(111)이 그래핀 잉크에 의해 전도성을 띄고 있다가 LPG 또는 LNG의 접촉에 의해 저항값의 변화가 발생한다.Therefore, when the gas leaks and flows into the sensing hole 121 of the upper protective film layer 120, the leaked gas comes into contact with the conductive line 111 made of a polymeric compound. At this time, The conductive line 111 is electrically conductive by the graphene ink, and the conductive line 111 is electrically connected to the LPG or the LNG. However, since the conductive line 111 is electrically connected to one end of the conductive line 111 and the other end is connected to the controller through the connector, A change in the resistance value occurs due to the contact.

즉, 도전라인(111)은 LPG 또는 LNG와 접촉하기 전에 일정한 저항값을 가진 상태로 존재하지만, LPG 또는 LNG가 접촉되면 POSS가 가스입자를 흡착시킴으로써 도전라인(111)에 저항값의 변화가 발생한다.That is, the conductive line 111 exists in a state having a predetermined resistance value before contacting the LPG or the LNG. However, when the LPG or the LNG is contacted, the POSS adsorbs the gas particles to cause a change in resistance value in the conductive line 111 do.

그러므로, 이러한 저항값의 변화는 신호라인인 도전라인(112)을 통해 원격기로 통보됨으로써 가스의 누설 상태를 확인할 수 있는 것이다.
Therefore, the change in the resistance value is notified to the remote unit through the conductive line 112, which is a signal line, so that the leakage state of the gas can be confirmed.

100 : 가스 감지 센서
110 : 베이스필름층 111,112 : 도전라인
120 : 상부보호필름층 121 : 센싱홀100: Gas sensor
110: base film layer 111, 112: conductive line
120: upper protective film layer 121: sensing hole

Claims (2)

필름재질로 된 베이스필름층;
상기 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 형성된 한 쌍의 도전라인;으로 구성되며,
상기 도전라인 중 하나의 도전라인은 그래핀 잉크(Graphene Ink) 80~95중량%와 파우더 형태의 POSS(Polyhedral Oligomeric Silsequioxane) 5~20중량%가 혼합됨으로써 상기 POSS가 그래핀 잉크의 공극에 채워진 고분자 화합물로 구성된 것을 특징으로 하는 고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서.
A base film layer made of a film material;
And a pair of conductive lines formed in parallel on the upper surface of the base film layer in the longitudinal direction,
One conductive line of the conductive lines is formed by mixing 80 to 95% by weight of graphene ink and 5 to 20% by weight of polyhedral oligomeric silsequioxane (POSS) in a powder form so that the POSS is filled in the pores of the graphene ink Wherein the gas sensor is a gas sensor.
제1항에 있어서, 상기 베이스필름층의 상부면으로는 필름재질로 된 상부보호필름층이 적층되며, 상기 상부보호필름층에는 고분자 화합물로 된 도전라인에 해당하는 위치에 센싱홀들이 일정간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 고분자 화합물을 이용한 테이프형 가스 감지 센서.
The method according to claim 1, wherein an upper protective film layer made of a film material is laminated on the upper surface of the base film layer, wherein sensing holes are formed in the upper protective film layer at positions corresponding to the conductive lines made of a polymeric compound Wherein the gas sensor is formed of a polymer.
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