KR101742558B1 - 앰프 일체형 누설 감지 센서 - Google Patents

앰프 일체형 누설 감지 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비도전성 소재로 형성한 베이스 층 및 기 설정된 패턴에 따라 상기 베이스 층에 도전성 물질을 도포 또는 인쇄하여 형성한 센서 층을 구비한 센서부; 및 상기 센서부의 일측 단부에 결합되어 상기 센서부의 단자들을 보호하는 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부의 내부에는 상기 센서부에 전원을 인가하는 전원 회로, 상기 센서부의 신호 입력 및 출력을 위한 입/출력 회로, 및 상기 입/출력 회로의 신호를 기초로 누설 여부를 판단하는 제어부가 내장된 것을 특징으로 하는 앰프 일체형 누설 감지 센서에 관한 것으로서, 앰프를 별도로 설치할 필요가 없고, 설치면에 용이하게 고정, 해체 및 밀착시킬 수 있다.

Description

앰프 일체형 누설 감지 센서{Amplifier integrated leakage sensor}
본 발명은 앰프와 센서부가 일체로 형성된 앰프 일체형 누설 감지 센서에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정에는 많은 화학 물질들이 이용된다. 예를 들면, 웨이퍼의 절단 및 연마 후 세정 공정에 사용되는 세정액, 웨이퍼의 감광 공정에 사용되는 감광액, 웨이퍼의 현상 공정에 사용되는 현상액, 웨이퍼 식각 공정에 사용되는 식각액 등이 반도체 제조 공정에 이용된다.
이러한 화학 물질들은 이송관(배관)을 통해 각 공정이 수행되는 위치까지 내외부에서 이송되는데, 이송관의 불량 및 열화에 의해 화학 물질이 이송관 외부로 누설되는 일이 발생할 수 있다. 누설된 화학 물질은 사람은 물론 반도체 제조 현장의 다른 장치나 부품들에 악영향을 끼치므로, 이송관의 누설을 감지하여 빠르게 조치를 취할 필요가 있다.
이송관의 누설 감지는 일반적으로 플러스(+) 도선과 마이너스(-) 도선을 나란히 배치하고, 이 전선들 사이에 흡수제를 배치한 후, 누설된 화학 물질에 의해 발생하는 저항 변화를 측정하는 방법을 이용한다. 이러한 방법을 이용한 센서를 보통 라인형 누설 감지 센서라 한다.
여기서, 라인형 누설 감지 센서의 누설 감지 방법은 이송관으로부터 연장되어 이송관으로부터 누설된 화학 물질이 수집되는 드레인에 플러스(+) 전선(또는 도체)와 마이너스(-) 전선(또는 도체)를 배치하여 누설 여부를 측정하게 된다. 이러한 라인형 누설 감지 센서의 일 예가 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0005234호에 개시되어 있다.
한편, 누설 감지 대상 면적이 라인형 누설 감지 센서보다 더 넓게 형성된 면적형 누설 감지 센서가 있다. 면적형 감지 센서는 복수의 (+) 도체선들과 (-) 도체선들이 서로 교차 배열되거나 한 쌍의 (+) 도체선 및 (-) 도체선이 지그재그 형태로 배열되어 소정의 감지 면적을 형성한다. 이러한 면적형 감지 센서의 일 예가 일본 공개실용신안공보 평01-171340호에 개시되어 있다.
여기서, 종래의 누설 감지 센서들은 전원 및 입출력 회로와 제어부를 구비한 별도의 앰프(amplifier)와 연결되어 센서로서 작동하게 된다. 그런데, 이와 같이 센서와 별도로 연결된 앰프는 센서의 설치 공간과는 별도의 설치 공간을 필요로 한다는 단점이 있다.
또한, 종래의 누설 감지 센서들은 누설이 예상되는 바닥면에 배치될 수 있는데, 이 경우에 센서를 별도의 드레인 하우징에 안착시키거나 바닥면에 놓아두는 방식으로 배치된다. 그러나, 별도로 고정되지 않고 바닥면에 배치된 종래의 누설 감지 장치들은 외력에 의해 제 위치를 벗어날 수 있고, 바닥면에 밀착되지 않아 측면으로부터 흘러오는 유체의 누설을 감지하지 못하는 경우가 발생하곤 하였다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 앰프를 별도로 설치할 필요가 없고, 설치면에 용이하게 고정, 해체 및 밀착시킬 수 있는 앰프 일체형 누설 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 비도전성 소재로 형성한 베이스 층 및 기 설정된 패턴에 따라 상기 베이스 층에 도전성 물질을 도포 또는 인쇄하여 형성한 센서 층을 구비한 센서부; 및 상기 센서부의 일측 단부에 결합되어 상기 센서부의 단자들을 보호하는 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부의 내부에는 상기 센서부에 전원을 인가하는 전원 회로, 상기 센서부의 신호 입력 및 출력을 위한 입/출력 회로, 및 상기 입/출력 회로의 신호를 기초로 누설 여부를 판단하는 제어부가 내장된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 센서부를 설치면에 고정하기 위한 제1 고정 수단을 더 포함하고, 상기 제1 고정 수단은, 일측이 접착제 또는 양면 테이프에 의해 상기 설치면에 고정되고, 타측이 센서부에 형성된 관통공을 관통하여 상기 센서부의 상부로 돌출되는 고정 부재; 및 상기 센서부의 상부에서 상기 고정 부재에 결합되고, 상기 센서부를 상기 설치면 측으로 가압하는 체결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 고정 부재는, 상기 센서부의 관통공에 삽입되고, 접착제 또는 양면 테이프를 이용하여 상기 설치면에 고정되는 제1 고정부; 및 상기 관통공 및 상기 제1 고정부보다 작은 폭으로 형성되고, 상기 제1 고정부로부터 상방으로 돌출되고, 외주면에 나사부를 구비하며, 상기 제1 고정부와 일체로 형성된 제2 고정부를 포함하고, 상기 체결 부재는, 상기 제2 고정부의 나사부와 나사 체결되도록 내주면에 나사부가 형성된 체결부; 및 상기 체결부의 반경방향 외측 및 수직하방으로 연장되고, 상기 체결부와 상기 제2 고정부가 체결될 때 상기 센서부를 상기 설치면 측으로 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가압부는, 저면 테두리 부분에 둘레방향으로 서로 이격되어 배치된 복수의 삽입홈; 및 상기 삽입홈의 내부에 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 탄성 부재에 의해 지지되는 가압편을 포함하는 것을 특징으로 한다.
부가적으로, 상기 센서부의 양단부를 상기 설치면 고정하여 상기 센서부에 장력을 부여하는 제2 고정 수단을 더 포함하고, 상기 제2 고정 수단은, 접착제 또는 양면 테이프에 의해 상기 설치면에 고정되는 하부 부재; 상기 하부 부재의 상부에 결합되는 상부 부재; 및 상기 상부 부재와 상기 하부 부재 사이에 상기 센서부의 단부를 위치시킨 상태에서, 상기 상부 부재, 상기 센서 부 및 상기 하부 부재를 체결하는 체결 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 센서 층은 상기 베이스 층 상에서 복수의 영역으로 서로 구획되어 배열되고, 상기 복수의 영역들은 개별적으로 입/출력 회로를 구비하여, 상기 제어부는 누설 위치를 판단할 수 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 센서부를 설치면에 고정하기 위한 고정 수단을 더 포함하고, 상기 고정 수단은, 일측이 접착제 또는 양면 테이프에 의해 상기 설치면에 고정되고, 타측이 센서부에 형성된 관통공을 관통하여 상기 센서부의 상부로 돌출되는 고정 부재; 및 상기 센서부의 상부에서 상기 고정 부재에 결합되고, 상기 센서부를 상기 설치면 측으로 가압하는 체결 부재를 포함하고, 상기 고정 수단은 상기 센서층의 복수의 영역들 사이 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전원 회로, 입/출력 회로 및 제어부를 구비한 앰프가 덮개부에 내장되기 때문에, 앰프를 센서부와 별도의 위치에 설치할 필요가 없다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 고정 수단을 이용하여 센서부의 설치 및 해체가 용이하고, 설치면 상에서 측방향으로 흐르는 유체의 누설을 확실하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제2 고정 수단을 이용하여 센서부에 장력을 부여함으로써, 센서부를 설치면에 더욱 밀착시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 센서부가 복수의 영역들)로 서로 구획되어 정확한 누설 위치를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서의 제1 고정 수단을 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서의 제1 고정 수단을 확대 도시한 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서의 제2 고정 수단을 도시한 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서의 다른 예를 도시한 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서에 대한 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서는 누설 액체와의 접촉에 의해 누설을 감지하는 센서부(100) 및 센서부(100)의 일측 단부에 결합되어 센서부(100)의 단자들을 보호하는 덮개부(200)를 포함하고, 이 덮개부(200)의 내부에는 앰프(amplifier)를 구성하는 요소들이 내장되어, 센서부(100)와 앰프(미도시)가 일체로 구성되어 있다.
구체적으로, 센서부(100)는 화학 약품에 내식성을 갖는 베이스 층 및 화학 약품에 내식성을 가지며 베이스 층의 상면에 도전성 소재를 도포 또는 인쇄하여 형성한 센서 층을 포함하는 소정 면적의 센서이다. 그리고, 베이스 층과 센서 층은 기 설정된 온도에서 기 설정된 시간 동안 소성하여 형성된다. 그리고, 센서부(100)는 후술되는 제1 고정 수단(300)이 삽입될 수 있는 관통공(110)을 구비한다.
덮개부(200)는 센서부(100)의 전류 인가 단자, 입력 및 출력 신호 단자와 같은 전자 부품들을 보호하기 위한 하우징으로서, 센서부(100)의 일측 단부에 결합된다. 여기서, 덮개부(200)의 내부에는 센서부(100)의 센서 층에 전원을 인가하는 전원 회로, 센서부(100)의 센서 층의 신호 입력 및 출력을 위한 입/출력 회로, 그리고 입/출력 회로의 신호를 기초로 하여 누설 여부를 판단하는 제어부가 내장된다. 즉, 덮개부(200)의 내부에는 앰프가 내장되어, 센서부(100)와 앰프가 일체로 구성된다.
이와 같은 앰프 일체형 누설 감지 센서에 의하면, 전원 회로, 입/출력 회로 및 제어부를 구비한 앰프가 덮개부(200)에 내장되기 때문에, 앰프를 센서부(100)와 별도의 위치에 설치할 필요가 없다.
도 2 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서는 센서부(100)를 설치면(10)에 고정하기 위한 제1 고정 수단(300)을 더 포함한다. 이 제1 고정 수단(300)은 센서부(100)를 설치면(10)에 고정할 뿐만 아니라 센서부(100)를 설치면(10)에 밀착시키는 역할을 한다.
구체적으로, 제1 고정 수단(300)은 고정 부재(310) 및 체결 부재(320)를 포함한다. 고정 부재(310)는 일측이 접착제 또는 양면 테이프 등의 접착 수단에 의해 센서부(100)가 배치되는 설치면(10)에 고정된다. 그리고, 고정 부재(310)는 타측이 센서부(100)의 관통공(110)을 관통하여 센서부(100)의 상부로 돌출된다. 체결 부재(320)는 센서부(100)의 상부에서 전술한 고정 부재(320)와 결합되어 센서부(100)를 설치면(10) 측으로 가압함으로써, 센서부(100)가 설치면(10)에 밀착되도록 한다.
여기서, 고정 부재(310)는 센서부(100)의 관통공(110)에 삽입되는 원판형의 제1 고정부(311) 및 제1 고정부(311)로부터 상방으로 돌출된 제2 고정부(312)를 포함한다. 제1 고정부(311)는 저면에 접착제가 도포되거나 양면 테이프가 부착되어 센서부(100)가 배치되는 설치면(10) 상에 고정될 수 있다. 이때, 제1 고정부(311)는 관통공(110)의 크기와 거의 동일하게 형성되어 관통공(110)에 삽입될 때 센서부(100)와 거의 유격이 발생하지 않는다. 제2 고정부(312)는 관통공(110) 및 제1 고정부(311)보다 작은 폭으로 설치되고, 제1 고정부(311)로부터 상방으로 돌출되며, 제1 고정부(311)와 일체로 형성된다. 또한, 제2 고정부(312)는 도면에 구체적으로 도시되어 있지는 않지만 외주면에 나사부를 구비한다.
한편, 체결 부재(320)는 제2 고정부(312)와 결합되는 체결부(321) 및 센서부(100)를 설치면(10)에 가압하여 밀착시키는 가압부(322)를 포함한다. 체결부(321)는 원판형의 부재로서, 제2 고정부(312)가 삽입되는 체결홈(321a)을 구비하고, 도면에 구체적으로 도시되지는 않았지만 체결홈(321a)의 내주면에는 나사부가 형성된다. 따라서, 제2 고정부(312)와 체결부(321)가 나사 체결되어 고정 부재(310)와 체결 부재(320)가 결합된다. 가압부(322)는 체결부(321)의 테두리 부분에서 수직 하방으로 연장된 부재로서, 체결부(321)의 반경방향 외측에 배치된다. 그리고, 가압부(322)는 제1 고정부(311) 및 관통공(110)보다 더 큰 폭으로 형성되어 체결시 고정 부재(310)가 가압부(322)의 내부에 수용된다. 이 가압부(322)는 체결부(321)와 제2 고정부(312)가 체결될 때, 센서부(100)의 상면과 접촉하여 센서부(100)를 설치면(10) 측으로 가압하여 센서부(100)가 설치면(10)에 밀착되도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 누설 감지 센서는 제1 고정 수단(300), 즉 고정 부재(310)와 체결 부재(320)를 결합시켜 센서부(100)를 설치면(10) 상에 고정할 수 있고, 체결 부재(320)를 회전시켜 가압부(322)를 센서부(100) 측으로 조임으로써, 센서부(100)를 설치면(10) 상에 밀착시킬 수 있다. 따라서, 센서부(100)의 설치 및 해체가 용이하고, 설치면(10) 상에서 측방향으로 흐르는 유체의 누설을 확실하게 감지할 수 있다.
대안적으로, 도면에 도시하지는 않았지만, 고정 부재(310)는 외주면에 나사부 대신에 결합 돌기(미도시)가 구비될 수 있고, 체결 부재(320)는 체결부(321)의 내주면에 상기 결합 돌기와 결합되는 결합 홈(미도시)이 구비될 수 있다. 이러한 결합 돌기 및 결합 홈에 의해 고정 부재(310)와 체결 부재(320)는 스냅 피팅(snap fitting) 방식으로 서로 결합될 수 있다.
한편, 가압부(322)는 저면 테두리 부분에 둘레방향으로 서로 이격되어 배치된 복수의 삽입홈들(322a) 및 이 삽입홈들(322a) 내부에 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 가압편들(322b)을 포함한다. 여기서, 가압편들(322b)은 핀 형상 부재로서, 삽입홈(322a)의 내부에 설치되는 탄성 부재(미도시)에 의해 수직방향으로 탄성 지지된다.
이러한 가압부(322)의 구성에 의해, 체결 부재(320)가 고정 부재(310)에 조여질 때, 센서부(100)가 배치되는 설치면(10)이 평평하지 않은 경우에도, 가압편들(322b)이 탄성 부재의 탄성력에 의해 각자 다른 높이로 센서부(100)를 설치면(10) 측으로 가압할 수 있다. 따라서, 센서부(100)는 평평하지 않은 설치면(10)에 배치된 경우에도 설치면(10)에 밀착되어 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서는 센서부(100)의 양단부를 설치면에 고정하고 센서부(100)에 장력을 부여하여 센서부(100)를 팽팽하게 펴주는 역할을 하는 제2 고정 수단(400)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 제2 고정 수단(400)은 설치면(10)에 고정되는 하부 부재(410), 하부 부재(410)의 상부에 결합되는 상부 부재(420) 및 하부 부재(410), 센서부(100) 및 상부 부재(420)를 체결하는 체결 수단(430)을 포함한다. 하부 부재(410)는 접착제 또는 양면 테이프에 의해 설치면(10)에 고정된다. 상부 부재(420)는 하부 부재(410)와의 사이에 센서부(100)의 단부를 위치시킨 상태에서 상부 부재(420)의 상부에 결합된다. 이때, 덮개부(200)가 설치된 센서부(100)의 단부 측에서는 덮개부(200)가 상부 부재(420)와 하부 부재(410) 사이에 수용된다. 그리고, 체결 수단(430)은 상부 부재(420), 센서부(100)(또는 덮개부(200)) 및 하부 부재(410)를 체결하는 스크류 또는 볼트일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서는 제2 고정 수단(400)을 이용하여 센서부(100)의 양단부를 팽팽하여 인장시킨 상태로 센서부(100)를 설치면(10)에 고정함으로써, 센서부(100)에 장력을 부여할 수 있다. 따라서, 센서부(100)는 팽팽하게 펴진 상태로 설치면(10) 상에 배치되고, 이 상태에서 제1 고정 수단(300)을 이용하여 센서부(100)를 설치면(10)에 밀착시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 앰프 일체형 누설 감지 센서는 센서부(100)의 센서 층이 베이스 층 상에서 복수의 영역들(A, B, C, D)로 서로 구획되어 배열될 수 있다. 그리고, 이 센서 층의 복수의 영역들(A, B, C, D)은 개별적으로 입/출력 회로를 구비한다. 따라서, 제어부는 센서 층의 복수의 영역들(A, B, C, D) 중 어느 영역에서 누설이 감지되었는지를 검출하여 정확한 누설 위치를 판단할 수 있다.
그리고, 전술한 제1 고정 수단(300)은 센서층의 복수의 영역들(A, B, C, D) 사이 사이에서 베이스 층에 배치되어 센서부(100)를 설치면에 고정할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 비도전성 소재로 형성한 베이스 층 및 기 설정된 패턴에 따라 상기 베이스 층에 도전성 물질을 도포 또는 인쇄하여 형성한 센서 층을 구비한 센서부;
    상기 센서부에 전원을 인가하는 전원 회로, 상기 센서부의 신호 입력 및 출력을 위한 입/출력 회로, 및 상기 입/출력 회로의 신호를 기초로 누설 여부를 판단하는 제어부가 내장되고, 상기 센서부의 일측 단부에 결합되어 상기 센서부의 단자들을 보호하는 덮개부;
    상기 센서부를 설치면에 고정하기 위한 제1 고정 수단; 및
    상기 센서부의 양단부를 상기 설치면에 고정하여 상기 센서부에 장력을 부여하는 제2 고정 수단을 포함하고,
    상기 제1 고정 수단은, 일측이 접착제 또는 양면 테이프에 의해 상기 설치면에 고정되고, 타측이 센서부에 형성된 관통공을 관통하여 상기 센서부의 상부로 돌출되는 고정 부재; 및 상기 센서부의 상부에서 상기 고정 부재에 결합되고, 상기 센서부를 상기 설치면 측으로 가압하는 체결 부재를 포함하고,
    상기 제2 고정 수단은, 접착제 또는 양면 테이프에 의해 상기 설치면에 고정되는 하부 부재; 상기 하부 부재의 상부에 결합되는 상부 부재; 및 상기 상부 부재와 상기 하부 부재 사이에 상기 센서부의 단부를 위치시킨 상태에서, 상기 상부 부재, 상기 센서 부 및 상기 하부 부재를 체결하는 체결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 앰프 일체형 누설 감지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재는,
    상기 센서부의 관통공에 삽입되고, 접착제 또는 양면 테이프를 이용하여 상기 설치면에 고정되는 제1 고정부; 및
    상기 관통공 및 상기 제1 고정부보다 작은 폭으로 형성되고, 상기 제1 고정부로부터 상방으로 돌출되고, 외주면에 나사부를 구비하며, 상기 제1 고정부와 일체로 형성된 제2 고정부를 포함하고,
    상기 체결 부재는,
    상기 제2 고정부의 나사부와 나사 체결되도록 내주면에 나사부가 형성된 체결부; 및
    상기 체결부의 반경방향 외측 및 수직하방으로 연장되고, 상기 체결부와 상기 제2 고정부가 체결될 때 상기 센서부를 상기 설치면 측으로 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰프 일체형 누설 감지 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가압부는,
    저면 테두리 부분에 둘레방향으로 서로 이격되어 배치된 복수의 삽입홈; 및
    상기 삽입홈의 내부에 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 탄성 부재에 의해 지지되는 가압편을 포함하는 것을 특징으로 하는 앰프 일체형 누설 감지 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 층은 상기 베이스 층 상에서 복수의 영역으로 서로 구획되어 배열되고, 상기 복수의 영역들은 개별적으로 입/출력 회로를 구비하여, 상기 제어부는 누설 위치를 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 앰프 일체형 누설 감지 센서.
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