KR101884905B1 - 도전성 액체 누설 감지 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 띠 형상의 베이스 레이어, 상기 베이스 레이어의 전면에 배치되는 1차 코일, 상기 1차 코일과 상응하는 형상으로 상기 1차 코일에 상응하는 위치의 상기 베이스 레이어의 배면에 배치되는 2차 코일, 상기 1차 코일이 배치된 상기 베이스 레이어의 전면을 커버하는 제1 커버 레이어, 상기 2차 코일이 배치된 상기 베이스 레이어의 배면을 커버하는 제2 커버 레이어, 적층된 상기 제1 커버 레이어, 상기 베이스 레이어, 및 상기 제2 커버 레이어를 관통하여 형성되는 하나 이상의 센싱홀, 상기 1차 코일에 연결되어 자기 유도 발진 신호를 인가하는 제1 전송선, 및 상기 2차 코일에 연결되어 유도된 전류를 인가 받는 제2 전송선을 포함하고, 상기 1차 코일은 상기 센싱홀 중 하나를 중심으로 권선을 순회하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치를 제공한다.

Description

도전성 액체 누설 감지 장치 및 그 제조 방법{LEAK LIQUID SENSING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}

본 발명은 도전성 액체 누설 감지 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전자기 유도 방식의 필름 타입 도전성 액체 누설 감지 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도전성 액체 누설이 발생하기 쉬운 영역의 바닥이나 시설물에 간단한 방법으로 설치하여 도전성 액체의 누설을 감지하는 접착식 필름 타입의 도전성 액체 누설 감지 장치가 개발되어 있다.

도 1 은 기존의 도전성 액체 누설 감지 장치(10)를 나타낸 분리 사시도이다. 도 1의 도전성 액체 누설 감지 장치(10)는 하부접착층(11), 베이스 필름층(12), 상부보호필름층(13)이 하부에서부터 순차적으로 결합된다. 하부접착층(11)은 도전성 액체 누설이 발생될 수 있는 영역이나 시설물에 직접 부착하기 위한 것으로 양면 테이프가 사용될 수 있다. 베이스 필름층(12)은 PET, PE, PTFE, PVC 또는 기타 테프론 계열 재질의 필름으로 형성되어 복수개의 도전성 회로(14,15,16,17)가 다양한 인쇄 방식으로 상면에 형성된다. 도전성회로(14,15,16,17)는 베이스필름층(12)의 상면에 서로 일정 간격 이격되어 길이방향으로 평행하게 라인 형식으로 연속적으로 패턴화된다. 도전성회로(14,15,16,17)는 도전성 잉크 또는 은화합물 잉크로 인쇄하여 형성된다. 상부보호필름층(13)은 베이스필름층(12) 상부에 결합되어 도전성회로(14,15,16,17)를 외부의 물리적 충격으로부터 보호한다. 상부보호필름층(13)은 PET, PE, PTFE, PVC 또는 기타 테프론 계열의 재질로 형성되고 도전성회로(15,16)의 설정된 위치와 상응하는 위치가 관통하여 하나 이상의 센싱홀(13-1)이 형성된다. 상부보호필름층(13)에는 하나 이상의 센싱홀(13-1)이 설정 위치에 형성되어 누설된 도전성 액체에 베이스 필름 위 도전성 회로가 원하는 위치만 노출될 수 있다.

베이스필름층(12)의 도전성회로(14,15,16,17)에는 일정한 크기의 전류가 인가되어 도전성 액체의 누설이 발생되어 센싱홀(13-1)을 통해 흘러들어가 도전성회로(15,16)에 접촉되면 도전성회로(15,16)가 전기적으로 단락된다. 도전성회로(14,15,16,17)는 제어부(도면중 미도시)에 연결되어 제어부는 인가되는 신호를 통해 단락된 상태를 검출하여 도전성 액체가 누설을 감지 알람정보를 발생할 수 있게 된다.

도전성 회로(15,16)는 저항값 크기에 의해 도전성 액체의 누설 위치를 확인할 수 있게 한다. 도전성 액체가 센싱홀(13-1)로 침투하면 도전성회로(15,16)가 전기적으로 단락되는데, 제어부에 입력되는 저항값이 클수록 제어부로부터 멀리 떨어진 위치에서 도전성 액체가 누설된 것으로 판단할 수 있어 저항값의 크기로 제어부로부터 이격 거리를 검출할 수 있게 한다.

그런데, 이러한 기존의 필름 타입 도전성액체 누설 감지 장치(10)는 상부보호필름층(13)의 센싱홀(13-1)을 통해 도전성회로(15,16)가 검출하고자 하는 도전성 액체에 직접 접촉하므로 도전성 회로가 부식이 발생하여 훼손이 발생하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 종래의 도전성 액체 누설 감지 장치는 사용 기한에 한계가 있고, 자주 교체해야 하는 문제점이 있다.

대한민국 등록 특허 제10-0909242호 대한민국 등록 특허 제10-0827385호

개시되는 기술은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 뛰어난 도전성 액체의 누설 감지 성능을 가지고 도전성 액체에 의해 훼손되지 않는 누설 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 도전성액체 누설 감지 성능이 변화되지 않고 반 영구적인 수명을 가질 수 있는 도전성 액체의 누설 감지 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 띠 형상의 베이스 레이어;

상기 베이스 레이어의 전면에 배치되는 1차 코일;

상기 1차 코일과 상응하는 형상으로 상기 1차 코일에 상응하는 위치의 상기 베이스 레이어의 배면에 배치되는 2차 코일;

상기 1차 코일이 배치된 상기 베이스 레이어의 전면을 커버하는 제1 커버 레이어;

상기 2차 코일이 배치된 상기 베이스 레이어의 배면을 커버하는 제2 커버 레이어;

적층된 상기 제1 커버 레이어, 상기 베이스 레이어, 및 상기 제2 커버 레이어를 관통하여 형성되는 하나 이상의 센싱홀;

상기 1차 코일에 연결되어 자기 유도 발진 신호를 인가하는 제1 전송선; 및

상기 2차 코일에 연결되어 유도된 전류를 인가 받는 제2 전송선;

상기 1차 코일은 상기 센싱홀 중 하나를 중심으로 권선을 순회하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치를 제공한다.

상기 센싱홀은 적층된 상기 제1 커버 레이어, 상기 베이스 레이어, 및 상기 제2 커버 레이어의 길이 방향을 따라 중심 영역에 설정 간격으로 형성되고, 하나 이상의 상기 1차 코일은 하나 이상의 상기 센싱홀 각각을 중심으로 권회되어 상기 베이스 레이어의 길이방향을 따라 배치되고 하나 이상의 상기 1차 코일은 한쌍의 상기 제1 전송선에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면,

띠 형상의 제1 베이스 레이어;

상기 제1 베이스 레이어의 전면에 배치되는 1차 코일;

상기 제1 베이스 레이어와 상응하는 형상으로 형성되는 제2 베이스 레이어;

상기 1차 코일과 상응하는 형상으로 상기 1차 코일에 상응하는 위치의 상기 제2 베이스 레이어 상에 배치되는 2차 코일;

상기 1차 코일이 배치된 상기 제1 베이스 레이어의 전면을 커버하는 제1 커버 레이어;

상기 제2 베이스 레이어는 상기 제1 베이스 레이어의 배면에 결합하고, 적층되는 상기 제1 커버 레이어, 상기 제1 베이스 레이어, 상기 제2 베이스 레이어를 관통하여 관통하여 형성되는 하나 이상의 센싱홀;

상기 1차 코일에 연결되어 자기 유도 발진 신호를 인가하는 제1 전송선; 및

상기 2차 코일에 연결되어 유도된 전류를 인가 받는 제2 전송선;을 포함하고,

상기 센싱홀은 적층된 상기 제1 커버 레이어, 상기 제1 베이스 레이어, 및 상기 제2 레이어의 길이 방향을 따라 중심 영역에 설정 간격으로 형성되고,

하나 이상의 상기 1차 코일 및 상기 2차 코일은 하나 이상의 상기 센싱홀 각각을 중심으로 권회되어 상기 제1 베이스 레이어와 상기 제2 베이스 레이어의 길이방향을 따라 각각 배치되고, 하나 이상의 상기 1차 코일은 한쌍의 상기 제1 전송선에 병렬로 연결되고, 하나 이상의 상기 2차 코일은 한쌍의 상기 제2 전송선에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치를 제공한다.

상기 제2 커버 레이어의 저면에 부착부가 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 코일의 일 단부에 연결되는 회로 절단 감지부, 상기 회로 절단 감지부에 전원을 공급하는 회로 절단 감지 전원 공급부, 및 상기 회로 절단 감지부에 연결되어 회로 절단 감지 전류를 측정하는 회로 절단 감지 전류 측정부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 코일 및 상기 2차 코일은 제1 베이스 레이어 및 제2 베이스 레이어의 전면에 각각 형성되고, 권선의 상기 1차 코일 및 상기 2차 코일의 코어측 단부는 상기 제1 베이스 레이어 및 제2 베이스 레이어를 관통하여 상기 제1 베이스 레이어 및 제2 베이스 레이어 배면에 형성되는 제1 전송선 및 제2 전송선과 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 코일 및 상기 2차 코일은 사각형, 원형, 다각형, 직사각형의 각 꼭지점을 라운딩한 형상 중 어느 하나의 형상으로 중심부 또는 외곽에서 순차적으로 권선을 회전하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 코일 및 상기 2차 코일은 권선을 외곽에서 코어 측으로 순회하여 들어가고 코어에서 외곽측으로 되돌아 나와 코일의 입출력단이 모두 코일의 최외곽에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 코일의 권선 사이에 상기 제1 커버 레이어와 상기 베이스 레이어를 관통하여 보조 센싱홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 코일의 권선 사이에 상기 제1 커버 레이어와 상기 제1 베이스 레이어를 관통하여 보조 센싱홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 보조 센싱홀은 상기 제2 커버 레이어를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 보조 센싱홀은 상기 제2 베이스 레이어를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 베이스 레이어 또는 상기 제2 베이스 레이어는 복수개의 레이어로 형성되고, 상기 1차 코일 및 상기 제1 전송선 또는 상기 2차 코일 및 상기 제2 전송선이 각 레이어에 상응하는 형상으로 형성되고, 복수개의 레이어에 형성되는 상기 제1 전송선은 직렬로 연결되고, 복수개의 레이어에 형성되는 상기 제2 전송선은 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스 레이어 상에 노출 전극 감지 라인이 상기 전송선과 나란히 형성되고, 상기 제1 커버 레이어 상에 상기 노출 전극 감지 라인에 상응하는 위치에 설정 간격으로 하나 이상의 노출 전극 센싱홀이 관통하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 전송선에 연결되어 상기 1차 코일에 인가되는 발진 신호를 생성하는 유도 전류 발생기, 및 상기 2차 코일에서 인가 받은 유도 전류를 수신하는 유도 전류 수신기를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면,

전원 라인 또는 신호 라인을 포함하는 구리선이 꼬여서 구성되는 케이블; 및

상기 케이블의 외표면 상에 스크류 형상으로 설정 간격으로 회전하며 감싸 결합하는 필름형 도전성 액체 누설 감지 장치를 포함하는 케이블형 도전성 액체 누설 감지 장치를 제공한다.

상기 케이블을 감싸는 호스 형상의 몸체와 몸체 길이 방향을 따라 스크류 형상으로 상기 도전성 액체 누설 감지 장치의 폭에 상응하는 폭으로 안착홈이 형성되고, 상기 도전성 액체 누설 감지 장치는 상기 안착홈을 따라 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 안착홈의 중심을 따라 검출하고자 하는 도전성 액체가 통과하도록 관통하여 관통홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면,

베이스 레이어를 준비하는 단계;

상기 베이스 레이어 전면에 1차 코일을 형성하는 단계;

상기 베이스 레이어의 배면에 2차 코일을 형성하는 단계;

상기 1차 코일을 밀봉하도록 상기 베이스 레이어 전면을 제1 커버 레이어로 커버하는 단계;

상기 2차 코일을 밀봉하도록 상기 베이스 레이어 배면을 제2 커버 레이어로 커버하는 단계; 및

상기 1차 코일 및 상기 2차 코일 중심에 적층된 상기 제1 커버 레이어, 상기 베이스 레이어, 및 상기 제2 커버 레이어를 관통하여 센싱홀을 형성하는 단계를 포함하는 도전성 액체 누설 감지 장치 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면,

제1 베이스 레이어를 준비하는 단계;

상기 제1 베이스 레이어 전면에 1차 코일을 형성하는 단계;

제2 베이스 레이어를 준비하는 단계;

상기 제2 베이스 레이어의 전면에 2차 코일을 형성하고 상기 제1 베이스 레이어의 배면에 결합하는 단계;

상기 1차 코일을 밀봉하도록 상기 베이스 레이어 전면을 제1 커버 레이어로 커버하는 단계; 및

상기 1차 코일 및 상기 2차 코일 중심에 적층된 상기 제1 커버 레이어, 상기 제1 베이스 레이어, 및 상기 제2 베이스 레이어를 관통하여 센싱홀을 형성하는 단계를 포함하는 도전성 액체 누설 감지 장치 제조 방법을 제공한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 감지 전극이 직접 도전성 액체에 접촉하지 않고 도전성 액체의 누설을 검출할 수 있는 도전성 액체의 누설 감지 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 도전성액체 누설 감지 성능이 변화되지 않고 반 영구적인 수명을 가진 도전성 액체 누설 감지 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은 종래의 누수 감지 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름형 도전성 액체 누설 감지 장치의 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 필름형 도전성 액체 누설 감지 장치의 분리 단면도이다.
도 4 는 도 3의 누설 감지 장치의 베이스 레이어 상면 및 저면을 각각 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 누설 감지 장치의 분리 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 누설 감지 장치를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 제4 실시예에 따른 누설 감지 장치를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 제5 실시예에 따른 누설 감지 장치의 분리사시도이다.
도 9 은 본 발명의 실시예에 따른 누설 감지 장치의 누설된 도전성 액체 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 본 발명의 제6 실시예에 따른 누설 감지 장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 11 은 본 발명의 실시예들에 따른 누설 감지 장치의 1차 코일 또는 2차 코일의 패턴들을 나타낸 개략도이다.
도 12 는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 누설 감지 장치의 1차 코일 또는 2차 코일의 패턴을 나타낸 개략도이다.
도 13 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누설 감지 장치들의 예를 설명하는 개략도이다.
도 14 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누설 감지 장치들의 예를 설명하는 개략도이다.
도 15 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 케이블형 누설 감지 장치의 조립과정을 설명하는 개략도이다.
도 16 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 케이블형 누설 감지 장치의 조립과정을 설명하는 개략도이다.
도 17 은 본 발명의 실시예에 따른 누설 감지 장치가 적용된 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 18 은 본 발명의 실시예에 따른 누설 감지 장치의 누수 거리 감지 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 19 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 판상 누설 감지 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 20 은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 감지 장치 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 실시예들에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 누설 감지 장치는 누출된 도전성 액체의 감지가 필요한 영역에 설치되고, 누설 감지 신호를 제어부로 출력하여 설치된 영역에서 도전성 액체 누출 여부 및 액체 누출 위치를 검출할 수 있도록 하는 전자기 유도 방식의 필름 타입 도정성 액체 누설 감지 장치(100)이다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 감지 장치(100)의 사시도이다. 누설 감지 장치(100)는 띠 형상의 필름 형태로 이루어지고, 필름형 몸체를 관통하는 센싱홀(110)을 통해 도전성 액체가 들어가면 전자기 유도 현상이 발생하여 액체의 누설을 검출한다. 누설 감지 장치(100)의 양 단부에는 커넥터(200)가 결합하고, 커넥터(200)에는 케이블(300)이 연결되어 타 누설감지 장치(100)와 연결되거나 전원, 제어부(도면중 미도시) 등에 연결된다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 누설 감지 장치(100)를 개략적으로 나타낸 분리 단면도이고, 도 4는 도 3의 베이스 레이어(140) 전면(140A)과 배면(140B)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시되는 바와 같이, 누설 감지 장치(100)는 베이스 레이어(140), 베이스 레이어(140)의 전면에 배치되는 1차 코일(120), 베이스 레이어(140)의 배면에 배치되는 2차 코일(130), 1차 코일(120)이 배치된 베이스 레이어(140)의 전면을 커버하는 제1 커버 레이어(150), 및 2차 코일(130)이 배치된 베이스 레이어(140)의 배면을 커버하는 제2 커버 레이어(160) 및 적층된 제1 커버 레이어(150), 베이스 레이어(140), 및 제2 커버 레이어(160)를 관통하여 형성되는 하나 이상의 센싱홀(110), 1차 코일(120)에 연결되어 자기 유도 발진 신호를 인가하는 제1 전송선(121), 2차 코일(130)에 연결되어 유도된 전류를 인가 받는 제2 전송선(131), 제1 전송선(121)에 연결되어 1차 코일(120)에 인가되는 발진 신호를 생성하는 유도 전류 발생기(310), 및 2차 코일(130)에서 인가받은 유도 전류를 수신하는 유도 전류 수신기(320)를 포함한다. 1차 코일(120)과 2차 코일(130)은 베이스 레이어(140)의 전면과 배면에 쌍으로 형성되고 하나 이상의 1차 코일(120)과 2차 코일(130)은 베이스 레이어(140)의 길이 방향을 따라 배치되고, 하나 이상의 1차 코일(120)은 유도 전류 발생기(310)에 병렬로 연결되고, 하나 이상의 2차 코일(130)은 유도 전류 수신기(320)에 병렬로 연결된다.

베이스 레이어(140)는 PI(폴리이미드), PET(폴리에스터), PTFE 또는 FEP(불소수지 계열), PO(폴리올레핀) 등의 내열성과 내식성이 있는 재질의 필름으로 형성된다. 제1 커버 레이어(150) 및 제2 커버 레이어(160)는 PI(폴리이미드), PET(폴리에스터), PTFE 또는 FEP(불소수지 계열), PO(폴리올레핀) 등의 내열성과 내식성이 있는 재질로 베이스 레이어(140) 전면(140a)과 배면(140b)을 코팅하여 형성되거나, PI(폴리이미드), PET(폴리에스터), PTFE 또는 FEP(불소수지 계열), PO(폴리올레핀) 등의 내열성과 내식성 있는 재질의 필름으로 형성된다. 제1 커버 레이어(150) 및 제2 커버 레이어(160)가 필름으로 형성될 경우 접착제, 또는 별도의 접착 레이어(도면중 미도시)를 이용하여 베이스 레이어(140)와 결합할 수 있다. 내열성과 내식성이 있는 재질의 커버 레이어(150,160)가 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)이 결합되는 베이스 레이어(140)의 전면(140a)과 배면(140b)을 완전 밀봉되도록 커버하므로 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)은 외부의 액체나 기체에 접촉되지 않는다. 제1 커버 레이어(150) 및 제2 커버 레이어(160)는 내열성과 내식성 있는 재질로 상기 베이스 레이어(140)를 코팅하여 형성될 수도 있다. 하나 이상의 센싱홀(110)은 적층되어 완전 밀봉 결합되는 제1 커버 레이어(150), 베이스 레이어(140), 제2 커버 레이어(160)를 관통하여 형성된다. 따라서, 제1 커버 레이어(150)의 센싱홀(151), 베이스 레이어(140)의 센싱홀(141), 제2 커버 레이어(160)의 센싱홀(161)이 상응하는 위치에 각각 형성된다.

1차 코일(120)과 2차 코일(130)은 상호 유사 또는 동일한 크기 및 형상으로 베이스 레이어(140)의 전면과 배면에 상응하는 위치에 형성된다. 도 4에 도시되는 바와 같이 1차 코일(120)과 2차 코일(130)은 센싱홀(141)을 중심으로 설정횟수 회전하여 형성된다. 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)은 베이스 레이어(140)의 길이 방향을 따라 하나 이상 형성되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)은 유도 전류 발생기(310) 및 유도 전류 수신기(320)에 각각 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)은 전송선(121,131) 사이에 각각 병렬로 연결된다. 전송선(121,131)이 길어지면 내부 저항값이 높아짐에 따라 입력 전압의 값이 작아지게 되므로 1차 코일(120), 2차 코일(130), 및 전송선(121,131)은 코일의 전기전도도를 최대한 높이기 위해서는 FPCB의 핵심 소재인 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate) 또는 CCL(Copper Clad Laminate) 소재를 사용하여 회로공정(PR)과 에칭공정(Eteching)을 거친 후 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 베이스 레이어(140) 상에 도전성 잉크를 사용하여 인쇄 기법을 활용한 인쇄회로방식으로 형성될 수 있다. 또한, 베이스 레이어(140) 상에 도전성 물질을 진공증착 또는 도금하여 회로공정(PR)과 에칭공정을 거쳐 완성된 증착 또는 도금 회로방식으로 형성될 수 있다. 도전성 금속의 박판 또는 호일(Foil)을 기계적 가공방법으로 회로 성형하여 베이스 레이어(140)와 조립하는 기계적 회로조립방식 등으로도 형성할 수 있다. 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)은 구리, 은, 아연, 니켈-크롬 합금, 니켈, 크롬, 텅스텐-몰리브덴 합금, 텅스텐, 몰리브덴을 포함하는 그룹에서 선택된 금속을 순차적으로 적층하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어 니켈-크롬 합금, 니켈, 크롬, 텅스텐-몰리브덴 합금, 텅스텐, 몰리브덴으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 금속을 적층한 후, 그 위에 금, 은, 구리를 포함하는 그룹에서 선택된 어느 하나의 금속을 적층하고, 그 위에 니켈-크롬 합금, 니켈, 크롬, 텅스텐-몰리브덴 합금, 텅스텐, 몰리브덴으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 금속을 적층하여 3개의 금속층으로 제1 코일(120), 제2 코일(130) 및/또는 제1, 2 전송선(121,131)을 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이 다층 금속으로 코일(120,130) 및/또는 전송선(121,131)을 형성하면 높은 내식성을 가질 수 있고, 단위 면적당 저항값을 정밀하고 균일하게 저항값을 설계할 수 있어 그에 따라 다양한 유도 전류값을 얻을 수 있다. 진공 증착 방식으로 코일(120,130) 및/또는 전송선(121,131)을 형성하면 1㎛ 이하의 두께로 형성 가능하고 베이스 레이어와의 부착력을 향상시킬 수 있다.

유도 전류 발생기(310)는 발진 신호를 생성하여 제1 전송선(121)을 통해 1차 코일(120)에 발진 신호를 인가한다. 유도 전류 발생기(310)는 설정 주파수의 교류 전류(AC)을 인가하는 것으로, 예를 들어 오실레이터를 포함할 수 있다. 일정한 전도도 값을 가지는 누설된 도전성 액체가 센싱홀(110)에 들어가면 1차 코일(120)에 인가되는 교류 전류로 인해 전기장이 유도된다. 누설된 도전성 액체에 유도된 전기장은 2차 코일(130)에 유도 기전력을 발생시킨다. 2차코일에 유도된 기전력은 2차 코일(130)과 제2 전송선(131)으로 연결되는 유도 전류 수신기(320)에서 검출된다. 유도 전류 수신기(320)는 2차 코일(130)에 야기된 기전력을 검출하는 전압계를 포함할 수 있다. 검출된 유도 주파수를 증폭시키는 증폭기를 추가로 포함할 수 있다. 유도 전류 수신기(320)는 제어부(도 4 중 미도시)에 연결되어 도전성 액체의 검출 신호를 전송할 수 있다.

한편, 제2 커버 레이어(160)의 하부면에는 벽, 바닥, 파이프 외관 등 누설 감지 장치를 설치하기 위한 부착층(도면중 미도시)이 추가로 결합할 수 있다. 부착층은 양면접착테이프를 이용할 수 있지만, 설치환경에 따라서 다양한 글루(Glue) 형식의 접착제 또는 기구적 고정방식의 브라켓(Bracket) 등의 각종 고정장치(볼트, 와이어, 밴드 등)와 함께 사용할수 있다.

도 5 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 누설 감지 장치(100)를 도시한 개략도이다. 도 5의 실시예에 따른 누설 감지 장치(100')는 하나의 베이스 레이어(140)의 전면 및 배면에 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)을 형성하는 제1 실시예의 누설 감지 장치(100)와는 다르게, 별도의 베이스 레이어(140', 140")에 각각 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)을 형성하는 것이다. 즉, 제1 베이스 레이어(140') 상에 1차 코일(120)을 형성하고, 제2 베이스 레이어(140") 상에 2차 코일(130)을 형성한다. 1차 코일(120)이 형성된 제1 베이스 레이어(140')의 전면에 제1 커버 레이어(150')를 결합하되 1차 코일(120)이 완전 밀봉되도록 결합한다. 제1 커버 레이어(150')의 재질 등은 전술한 제1 실시예의 제1 커버레이어(150)와 동일하므로 설명은 생략하기로 한다. 제1 베이스 레이어(140')의 배면과 2차 코일(130)이 형성된 제2 베이스 레이어(140")를 결합하되 2차 코일(120)이 완전 밀봉되도록 접착제 또는 접착 레이어를 이용하여 결합한다. 적층된 제1 커버 레이어(150'), 제1 베이스 레이어(140') 및 제2 베이스 레이어(140")를 관통하여 하나 이상의 센싱홀(110)을 형성한다. 따라서, 제1 커버 레이어(150'), 제1 베이스 레이어(140'), 및 제2 베이스 레이어(140")에 센싱홀(151', 141', 141")이 각각 형성된다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 누설 감지 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 제3 실시예는 도5의 제2 실시예에 따른 누설 감지 장치에 회로 절단 감지 기능을 추가한 것이다. 도시되는 바와 같이, 1차 코일(120)이 연결되는 제1 전송선(121)의 단부에 연결되는 회로 절단 감지부(330), 회로 절단 감지 전원 공급부(340), 회로 절단 감지 전류 측정부(350), 회로 절단 감지 라인(171)을 제2 실시에의 누설 감지 장치의 구성에 추가로 포함한다. 회로 절단 감지부(330)는 포토커플러, 릴레이, 또는 다이오드 등으로 구성되어 전송선(121, 131) 또는 회로 절단 감지 라인(171)에 단락이 발생하면 이를 검출한다. 회로 절단 감지 전원 공급부(340)는 회로 절단 감지부(330)에 직류 또는 교류 전류의 전원을 공급하여 단락을 검출할 수 있도록 한다. 회로 절단 감지 전류 측정부(350)은 회로 절단 감지부(330)에 연결되어 회로 절단 감지부(330)에서 단락을 검출하면 전류 변화를 측정하여 제1전송선(121)과 회로절단감지라인(171)에 단락이 발생한 것을 검출할 수 있다. 회로 절단 감지 라인(171)은 회로절단 감지부(330)와 회로 절단 감지 전원 공급부(340)를 연결하고, 회로절단 감지부(330)와 회로 절단 감지 전류 측정부(350)를 연결하고, 코일(120)이 병렬로 연결되는 전송선(121)과 나란히 배치되어, 제1전송선(121) 또는 회로 절단 감지 라인(171)에 손상이 발생할 때 이를 검출할 수 있도록 한다. 회로 절단 감지부(330)는 NO(Normal Open) 접점을 활용하여 제1전송선(121)을 통해 코일(120)에 전원이 입력되면 A 접점에서 B 접점으로 전환되고, 회로절단감지전원공급부(340)의 전원이 회로절단감지라인(171)과 회로절단감지부(330)를 통해 회로절단 감지전류측정부(350)로 전류가 흐르게 된다. 제1전송선(121) 또는 회로 절단 감지 라인(171)에 손상이 발생하면 회로 절단 감지 전류 측정부(350)에 입력되는 전기 신호를 감지할 수 없으므로 손상을 검출할 수 있게 된다. 도4의 제1 실시예와 동일한 구성의 설명은 생략하기로 한다. 전술된 회로절단감지 기능은 제2레이어(140")에 적용할 경우 제2전송선(131)의 회로 절단 감지도 가능하게 된다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 누설 감지 장치를 개략적으로 도시한 도면으로, 도 6의 제3 실시예에 따른 누설 감지 장치에 노출 전극에 의한 누설 감지 기능을 부가한 하이브리드형 필름 타입 유도식 누설 감지 장치의 각 레이어를 분리하여 도시하였다. 도시되는 바와 같이, 제4 실시예에 따른 누설 감지 장치는 커버레이어(150"), 제1 베이스 레이어(140'), 제2 베이스 레이어(140") 및 제1 베이스 레이어(140) 상에 형성되는 1차 코일(120), 하나 이상의 1차 코일(120)을 병렬로 연결하는 한 쌍의 제1 전송선(121), 한 쌍의 제1 전송선(121)에 각각 나란하게 배치되는 노출 전극 감지 라인(172), 노출 전극 감지 라인(172)과 나란히 배치되는 신호 라인(173)을 포함한다. 한 쌍의 노출 전극 감지 라인(172)와 신호라인(173)의 일단은 노출 전극 전원 공급부(340)에 각각 연결되고 타단은 제1 노출 전극 감지접점(331)에 연결되고, 다른 하나의 노출전극 감지 라인(172)의 일단은 노출 전극 전류 측정부(350)에 연결되고 타단은 제2 노출 전극 감지 접점(332)에 연결되고 다른 하나의 신호 라인은 일단이 제2 노출 전극 감지 점점(332)에 연결되고 타단은 저항을 통해 접지된다. 제1 노출 전극 감지 접점(331)과 제2 노출 전극 감지 접점(332)은 하나 이상의 1차 코일(120)이 병렬로 연결되는 한 쌍의 제1 전송선(121)의 단부에 직렬로 연결된다. 커버레이어(150")에는 결합 시 노출 전극 감지 라인(172)에 상응하는 위치에 일정 간격으로 노출전극 센싱홀(152)이 형성된다. 노출전극 센싱홀(152)을 통해 누설 액체가 침투할 경우 노출 전극 전류 측정부(350)가 이를 검출한다. 노출 전극을 이용할 경우 액체 누출 위치를 검출할 수 있다. 또한, 센싱홀(110)을 통해 자기 유도 방식으로 노출 액체를 검출할 경우, 노출 액체가 물일 경우에는 검출이 되지 않고, 산 또는 염기의 검출하고자 하는 액체의 경우에만 검출이 가능하므로, 자기유도 방식과 노출 전극 방식을 함께 적용할 경우, 물을 검출하지 않고 검출하고자 하는 액체만 검출할 수 있으며, 노출 전극 전류 측정부(350)의 전류 측정을 통해 액체 누출 위치를 검출 할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 누설 감지 장치의 분리 사시도이다. 제5 실시예는 유도식 누설 감지와 함께 노출 전극을 포함하는 하이브리드형 필름 타입 유도식 누설 감지 장치이다. 즉, 1차 코일(120)이 형성되는 베이스 레이어(140)의 전면에 제1 전송선(121)과 나란히 노출 전극 감지 라인(171)을 형성한다. 유도식 누설 감지 장치는 1mS/Cm 이하의 저농도 도전성 액체의 경우 정확한 검출이 어려운 단점이 있다. 제5 실시예에 따르면 노출 전극 감지라인(171)을 베이스 레이어(140)의 전면에 형성하고, 노출 전극 감지라인(171)에 상응하는 위치의 제1 커버 레이어(150)에 설정 간격으로 관통하여 노출 전극 센싱홀(152)을 형성함으로써 저농도 수용액의 누설을 정확하게 검출할 수 있다. 노출 전극 감지라인(170)은 한쌍의 제1 전송선(121) 외측 각각에 형성하는 것이 바람직하다. 한쌍의 노출 전극 감지라인은 액체의 체적 저항이 500MΩ이하일 경우 전도도가 1mS/Cm이하의 도전성액체에 의해 서로 단락현상이 발생되므로 저농도 수용액의 누설을 정확하게 검출할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 누설 감지 장치의 누설된 도전성 액체 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다. 설명을 단순하게 하도록 레이어(140,150,160)들의 도시 및 설명은 생략한다. 본 발명의 실시예에 따른 누설 감지 장치는 전자기 유도 현상을 이용한다. 코일을 관통하는 자속을 변화시킬 때 기전력이 발생하는 현상을 전자 유도라고 한다. 1차 코일의 스위치를 ON/OFF하면 자기장이 변화하고 자기장이 변하는 곳에 있는 2차 코일에 전위차(전압)가 발생하게 된다. 발생한 전압은 자속 밀도의 시간당 변화율에 비례한다. 기전력(E(V))는 아래 식과 같다.

여기서 N은 코일 감긴 횟수, φ는 자속밀도이다. 유도 전류 발생기(310)에서 인가되는 발진 신호로 인해 1차 코일(120)에 발생되는 자기장은 액체의 전도도값에 따라 2차 코일(130)에 기전력이 발생한다. 도전성 액체가 누설되어 센싱홀(도면중 미도시)로 들어가게 되면 도전성 액체에 전기장이 유도되고, 전기장이 유도된 도전성 액체에 의해 전자기장에 변화가 발생하면 2차 코일(130)에 유도되는 유도기전력이 변화하게 된다. 따라서, 유도전류수신기(320)는 2차 코일(130)에서 인가되는 전류의 변화를 수신하게 되고, 도전성 액체의 누설이 검출된다. 도전성 액체의 전기 전도도에 따라 2차 코일(130)에 유도되는 기전력이 변화한다. 2차 코일(130)에 유도된 전류를 측정하여 도전성 액체의 전기전도도를 측정할 수 있다. 2차 코일(130)에 유도기전력(E(V))은 코일을 구성하는 권선의 굵기(전기 저항 즉 전기 전도성) 및 권선의 권회 횟수에 관련된다.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 누설 감지 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 설명을 단순하게 하도록 레이어(140,150,160)들의 도시 및 설명은 생략한다. 1차 코일(120)과 제1 전송선(121), 2차 코일(130)과 제2 전송선(131)의 연결을 설명하기로 한다. 전송선은 코일의 일측 단부와 코일의 타측 단부에 각각 연결되어야 한다. 도8의 실시예에서, 제1 전송선(121a)과 1차 코일(120)이 제1베이스 레이어(도5의 5)의 일 표면에 형성되고, 제2 전송선(121b)는 베이스 레이어의 타 표면에 형성된다. 1차 코일(120)은 일측 단부가 제1 전송선(121a)에 연결되고, 중심으로 권선을 순회하여 코일의 코어에 위치하는 타측 단부가 제2 전송선(121b)에 연결된다. 베이스 레이어의 타 표면에 형성된 제2 전송선(121b)과 1차 코일(120)의 타측 단부의 연결을 위해 베이스 레이어에 연결홀(도면중 미도시)이 형성될 수 있다. 2차 코일(130)도 전술한 바와 유사한 구조로 제2 전송선(131)과 연결된다.

도 11 은 본 발명의 실시예들에 따른 누설 감지 장치에 적용되는 1차 코일 및 2차 코일의 패턴들을 도시한 도면이다. (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같이 사각형, 원형, 다각형, 직사각형의 각 꼭지점을 라운딩한 형상, 사각형의 각 꼭지점을 라운딩한 형상 등 다양한 형상으로 중심부 또는 외곽에서 순차적으로 권선을 순회하여 형성된다. 도 10의 실시예에 따른 코일 패턴은 도 8의 실시예에서와 같이 한쌍의 전송선이 레이어의 다른 평면에 각각 배치되고, 일측 전송선은 베이스 레이어에 형성되는 연결홀에 의해 코일의 일측 단부와 연결되어야 주변 회로와의 간섭없이 전류의 입출력이 가능하다. 임피던스가 향상될수록 기전력이 향상된다. 임피던스는 코일의 회전이 많을수록 커지고, 코일의 내부 저항이 낮을수록 커지고, 코일을 다층으로 구성할수록 커진다. 코일 패턴을 직사각으로 형성할 경우, 띠형상의 베이스 레이어(140)에 일련의 코일들을 빈틈없이 스트립 형식으로 배치할 수 있어 코일의 턴수를 증가시킬 수 있으므로 임피던스를 향상시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 누설 감지 장치에 적용되는 1차 코일 및 2차 코일의 패턴을 도시한 도면이다. 도시되는 바와 같이 권선을 외곽에서 코어 측으로 회전하여 들어가고, 코어에서 다시 외곽측으로 되돌아 나와 코일의 입출력단이 모두 코일 최외곽에 배치되는 패턴이다. 따라서, 한 쌍의 전송선이 같은 평면에 배치될 수 있으므로 누설 감지 장치의 조립이 용이한 장점이 있다.

도 13은 본 발명에 따른 센싱홀의 예들을 설명하기 위한 도면이다. 도 13의 (a)는 도 2 내지 도 8에 도시된 실시예들과 같이 1차 코일(120) 및 2차 코일(130) 쌍 마다 코어 위치에 베이스 레이어(140, 140', 140"), 제1 커버 레이어(150), 제2 커버레이어(150)를 관통하여 메인 센싱홀(141,151,161)이 생성된다. 도 13의 (b)는 코일(120,130)의 코어 위치에는 메인 센싱홀(141,151,161)이 형성되고, 코어가 아닌 위치에 순회되는 권선들 사이에 보조 센싱홀(142,152,162)이 베이스 레이어(140), 제1 커버 레이어(150), 제2 커버레이어(150) 전체에 형성되는 실시예를 도시한다. 소량의 도전성 액체가 누설되어 메인 센싱홀(141,151,161)에 들어가지 않은 경우에도 커버 레이어 전체 면적에서 도전성 액체의 누설을 감지할 수 있다. 도 13의 (c)는 누설 감지 장치(100)의 전면에 배치되는 제1 커버레이어(150)와 베이스 레이어(140)에는 보조 센싱홀(142,152)을 형성하고, 제2 커버레이어(160)에는 보조 센싱홀을 형성하지 않은 실시예를 도시한다. 메인 센싱홀(141, 151,161) 및 보조 센싱홀(142, 152,162) 모두 적층된 레이어 모두를 관통하여 센싱홀을 형성하거나, 제일 저면의 커버 레이어(160)는 관통되는 센싱홀을 형성하지 않을 수 있다. 적층 레이어들을 모두 관통하여 센싱홀을 형성하면 전면과 배면 모두에서 도전성 액체의 누설을 검출할 수 있으며 일측 센싱홀이 막혀있는 경우보다 정확하게 도전성 액체의 전도도를 검출할 수 있는 장점이 있다. 일측 커버 레이어에는 센싱홀을 형성하지 않는 경우, 센싱홀을 형성하지 않은 레이어 측을 바닥면으로 누설 검출 위치에 접착 고정할 수 있으며, 접착제 등을 이용하여 피검출물 또는 피검출지의 표면에 밀착하여 누설 감지 장치를 설치하는 경우, 센싱홀을 클리닝함으로써 검출된 액체를 용이하게 제거할 수 있다.

도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 다층 코일을 포함하는 누설 감지 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 (a)는 1차 코일(120)과 2차 코일(130)이 각각 하나의 레이어로 구성되는 누설 감지 장치를 나타낸다. 도 14의 (b)는 1차 코일(120a,129b)을 2개의 레이어로 형성하는 실시예를 나타낸다. 도시되는 바와 같이 전송선(121a)로 입력된 AC 전류는 첫번째 1차 코일(120a)를 통과한 후 전송선 (121b)로 출력하고 전송선(121b)와 연결된 전송선(121c)를 통해 두번째 1차 코일(120b)로 인가되고, 두번째 1차 코일(120b)을 통과한 전류는 전송선(120d)를 통해 출력된다. 첫번째 1차 코일(120a)과 두번째 1차 코일(120b)은 베이스 레이어(140)의 전면과 배면에 배치되거나 별도의 베이스 레이어에 배치되는 것이 바람직하다. 도 14의 (c)는 1차 코일(120a,b,c)은 3개의 레이어로 구성되고 2차 코일(130a,b)은 2개의 레이어로 구성되는 누설 감지 장치를 나타낸다. 도시되는 바와 같이 전송선(121a)으로 입력된 AC 전류는 첫번째 1차 코일(120a)를 통과한 후 전송선 (121b)로 출력하고 전송선(121b)와 연결된 전송선(121c)를 통해 두번째 1차 코일(120b)로 인가되고, 두번째 1차 코일(120b)을 통과한 전류는 전송선(120d)와 전송선(120e)를 통해 세번째 1차 코일(120c)에 인가되고, 전송선(121f)를 통해 출력된다. 2차 코일(130a,b) 또한 1차 코일(120a,b,c)과 유사하게 배치되어 유도 기전력을 출력한다. 다층 코일의 경우 베이스 레이어의 다른 표면에 형성되거나 각각 개별 레이어에 형성되는 것이 바람직하다. 도 14의 실시예들에서와 같이 1차 코일 또는 2차 코일을 다층으로 구성하면 인피던스가 커져 센싱 감도가 향상되는 이점이 있다. 본 발명의 실시예에 따른 누설 감지 장치는 적층 필름 타입으로 구성되고, 각 필름의 두께는 약 10㎛ 까지 얇게 형성할 수 있으므로, 다층으로 1차 코일 및 또는 2차 코일을 구성하는 것이 가능하다. 도면중 L은 센싱홀을 통과하는 도전성 액체를 나타낸다.

도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 누설 감지 장치를 나타낸다. 도 15는 필름 타입의 누설 감지 장치(100)를 케이블(400)에 결합한 케이블 형 누설 감지 장치의 제작 과정을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 먼저 (a)에서 위에서 설명한 바와 같은 필름 타입의 유도식 누출 감지 장치(100)와 피복(420)으로 쌓인 전원 라인 또는 신호 라인 등의 구리선(410)이 꼬여서 구성된 케이블(400)을 준비한다. 그 다음 (b)에서 필름 타입의 유도식 누출 감지 장치(100)를 케이블(400) 외측을 설정 간격으로 회전하며 감싸 결합한다. 그 다음 (c)에서 일정한 크기의 관통홀을 갖는 보호 메쉬(430)로 필름 타입의 유도식 누출 감지 장치(100)가 결합한 케이블(400)의 겉면을 커버한다. 그 다음 (d)에서 케이블용 커넥터(210, 230)를 양단에 결합한다. 커넥터(210,230)는 암(210), 수(230) 한쌍으로 구성되어 케이블 형 누설 감지 장치는 연속해서 결합하며 감지 신호를 전달할 수 있게 된다.

도 16는 본 발명의 제9 실시예에 따른 누설 감지 장치를 나타낸다. 도 16는 필름 타입의 누설 감지 장치(100)를 케이블 형상의 프레임(440)에 누설 감지 장치(100)를 결합하여 케이블 형 누설 감지 장치를 제작하는 과정을 나타내는 도면이다. 프레임(440)은 호스 형상의 몸체와 몸체 길이 방향을 따라 스크류 형상으로 상기 필름형 도전성 액체 누설 감지 장치의 폭에 상응하는 폭으로 형성되는 안착홈(442)을 포함한다. 상기 안착홈(442)의 중심을 따라 검출하고자 하는 도전성 액체가 통과하도록 관통하여 관통홈(441)이 형성될 수 있다. 안착홈(442)은 몸체와 단을 지도록 상기 필름형 도전성 액체 누설 감지 장치의 두께에 해당하는 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 프레임(440)의 길이방향 중심에 도선이 결합된 케이블(440)이 결합될 수 있다. 도 16의 (a)는 프레임(440)과 프레임(440)으로 케이블(400)을 감싼 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 필름형 누설 감지 장치(100)를 나타낸 도면이고, (c)는 (a)의 프레임(440)의 안착부(442)에 필름형 누설 감지 장치(110)를 결합한 상태를 나타낸 도면이고, (d)는 누설 감지 장치(100)의 이탈을 방지하고 외부로부터 보호를 위한 보호 메쉬(430)가 결합된 상태를 나타낸 도면이다. 프레임(440)은 스크류 방식으로 플라스틱 사출 성형하여 제작되는 것이 바람직하다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 누설 감지 장치가 적용되는 도전성 액체 누설 감지 시스템을 나타낸 개략도이다. 필름형 누설 감지 장치(100)와 필름형 누설 감지 장치가 결합한 케이블형 누설 감지 장치(600)이 누설 감지하고자 하는 위치에 배치된다. 필름형 누설 감지 장치(100)는 양 단에 커넥터(200)가 연결되고, 커넥터(200)들은 전원 라인 또는 신호 라인을 포함하는 케이블(400)에 의해 연결될 수 있다. 도 15 및 도 16의 실시예에서 설명된 케이블형 누설 감지 장치(600)는 암수 커넥터(210,230)에 의해 서로 연결될 수 있고, 커넥터(200)는 케이블(400)에 의해 누설 감지 시스템의 제어부(500)에 연결된다. 누설 감지 장치(100,600)는 제어부(500)로부터 케이블(400)을 통해 전원을 인가받고, 도전성 액체 누설 검출 신호를 제어부(500)에 인가한다. 필름형 누설 감지 장치(100)는 건물 또는 시설물 표면 및 바닥, 굴곡이 있는 파이프 및 배관 표면에 접착 테이프처럼 직접 부착하여 사용할 수 있는 장점이 있다.케이블형 누설 감지 장치(600)는 커넥터(210,230)를 이용하여 원하는 길이로 수백미터까지 연장하여 사용이 가능하고, 필름형에 비해 내구성이 뛰어나며, 일반 케이블과 동일한 유연성을 가지고 있어 설치 및 시공 편리한 장점이 있다.

도 18은 도 7 또는 8에 포함되는 노출 전극 감지 기능을 통해 액체 누설 위치를 감지하는 원리를 설명하기 위한 회로도들이다. (a) 에서는 액체 누설 위치에 따라 R4, R5에 걸리는 전압이 상이해지므로 이를 이용하여 액체 누설 위치를 검출한다. +5V 전위일 경우, Vout 1 = (R2+R4)×5V/(R2+R3+R4+R5+R6)이 되고, -5V 전위일 경우, Vout 2 = (R3+R5+R6)×5V/(R2+R3+R4+R5+R6)이 된다. (b)는 센서 총 길이에 대하여 zero calibration을 기준으로 VminMlow, Vmin_high, Vmax_low, Vmax_high 를 각각 구하여 이를 이용하여 액체 누설 거리를 찾는다. Min_지점에 강제 short 신호 시, Vmin_low = (R2)×5V/(R2+R3+R6+Rsensing_area), Vmin_high = (R3+R6+Rsensing_area)×5V/(R2+R3+R6+Rsensing_area), Max 지점에 강제 Short 신호 시, Vmax_low = (R2+Rsensing_area)×5V/(R2+R3+R6+Rsensing_area)이고, Vmax_high = (R3+R6)×5V/(R2+R3+R6+Rsensing_area)이다. 접촉저항 및 노이즈에 손실 보상값은 다음과 같다. Vcom = (Vmin_high + Vmin_low - Vout1 - Vout2)/2. ZERO Calibration 및 Vcom 를 통하여 누수 발생 위치를 연산할 수 있다. 누출 거리_1 = (Vcom+Vout1-Vmin_low)×Max_Distance/(Vmax_low-Vmin_low)이고, 누출 거리_2 = (Vmin_high-Vcom-Vout2)×Max_Distance/(Vmin_high-Vmax_high)이면, 누출 거리(meter) = (누출 거리_1 + 누출 거리_2)/2 이다. 따라서, 최대 감지 거리는 3 내지 200m가 된다. (C)는 단선 감지 기능을 설명하기 위한 회로도이다. Vout과 V2의 전압 측정을 통해 단선을 감지할 수 있게 된다. Vout 감지를 통해 Broken2 단선을 검출할 수 있고, V2 감지를 통해 Broken1 단선을 검출할 수 있다.

도 19는 판 형상의 액체 누설 감지 장치를 도시한 도면이다. 도 2 내지 8에 도시된 액체 누설 감지 장치는 띠 형상으로 길이 방향으로 긴, 파이프 라인 영역 등에서 액체 누설을 검출하기 위해 사용할 수 있다. 도 19의 실시예에 따른 액체 누설 감지 장치는 넓은 영역에서 액체 누설을 검출할 수 있다. 도시되는 바와 같이, 가로 세로 넓은 면적의 베이스 레이어(140)가 사용되고, 1차 코일(120)이 베이스 레이어(140)에 가로 세로 방향으로 다수개 배열되고, 제1 전송선(121)이 하나 이상의 1차 코일(120)들을 병렬로 연결한다. 도시되지 않았지만, 2차 코일(130) 또한 1차 코일(120)에 상응하게 배치된다. 이에 따라, 넓은 영역에서 액체 누설을 검출할 수 있게 된다.

도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름 타입 도전성 액체 누설 감지 장치 제조 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 도시되는 바와 같이, 먼저 베이스 레이어를 준비한다(S10). 베이스 레이어는 하나 또는 다수개 포함될 수 있다. 그 다음 베이스 레이어 상에 코일을 형성한다(S20). 제1 실시예의 경우 베이스 레이어의 전면에 1차 코일을 형성하고 베이스 레이어의 배면에 2차 코일을 형성한다. 코일과 함께 전송선도 형성하는 것이 바람직하다. 코일들은 한쌍의 전송선 사이에 병렬로 배치되는 것이 바람직하다. 베이스 레이어의 두께는 10㎛ 이상으로 형성한다. 1차 코일과 2차 코일은 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate) 또는 CCL(Copper Clad Laminate) 공정, 진공 증착, 도금, 전자인쇄, 금속박 가공 조립공정 중 어느 하나의 방법으로 형성할 수 있다. 코일의 두께(T)는 0.001㎛ 이상, 코일 폭(W)는 1㎛ 이상, 코일 사이의 간격은 1㎛ 이상으로 형성하는 것이 바람직하다. 코일은 도전성 소재(Ag, Cu, Au, Al, Be, Rh)로 형성하되 전도도가 높은 것이 바람직하다. 제2실시예의 경우 제1 베이스 레이어 상에 1차 코일을 형성하고 제2 베이스 레이어 상에 2차 코일을 형성한다. 제4실시예의 경우 제1 베이스 레이어의 전면에 1차 코일과 일측 제1전송선을 형성하고 제1 베이스 레이어의 배면에 타측 제1전송선을 형성하고, 제2 베이스 레이어의 전면에 2차 코일과 일측 제2전송선을 형성하고 제2 베이스 레이어의 배면에 타측 제2전송선을 형성한다. 제7 실시예의 경우 복수개의 베이스 레이어 상에 코일과 전송선을 형성하고 전송선을 연결하여 복층의 제1코일, 복층의 제2코일을 형성할 수 있다. 제8 실시예의 경우 베이스 레이어의 전면에 1차 코일과 전송선과 함께 노출 전극 감지 라인을 형성한다. 그 다음 커버 레이어를 결합한다(S30). 제1,4,6,7,8실시예의 경우 베이스 레이어의 전면에 제1 커버레이어를 결합하고 베이스 레이어의 배면에 제2 커버레이어를 결합한다. 제2실시예의 경우 제1베이스 레이어의 전면에 제1커버레이어만 결합한다. 커버 레이어 또는 베이스 레이어끼리의 결합에는 접착제를 사용하여 결합하는 것이 바람직하다. 그 다음 센싱홀을 가공한다(S40). 센싱홀은 코일들의 코어에 위치하도록 적층된 레이어들을 관통하여 형성한다. 제6 실시예에서 도 11의 (b)의 경우 코일의 코어에 위치하는 메인 센싱홀과 함께 보조 센싱홀을 가공한다. 도11의 (c)와 같이 누출 감지 장치의 저면에 센싱홀이 형성되지 않는 타입의 경우, 제2 커버 레이어가 결합하기 전에 센싱홀을 가공하고 그 다음 제2 커버레이어를 결합한다. 레이어들의 결합이 완료되면 필요에 따라 저면에 양면 접착제, 본드 등을 결합하여 설치 위치에 용이하게 사용이 가능하게 할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 유도식 도전성 액체 누설 감지 장치는 수용액과 직접 접촉하는 전극이 없는 1차 코일(120)에 인가된 AC 전압에 의해 피검출 도전성 액체의 전도도에 따라 2차 코일(130)에 유도된 전류를 측정하여 도전성 액체의 검출하는 것이다. 1차 코일은 AC 전압에 의해 구동되고, AC 전압은 변압기의 2차적으로 감아놓은 것처럼 만들어지는 피검출 도전성 액체에 의해 변화하게 된다. 전기적으로 도전성이 있는 액체의 경우, 전기 전도도에 비례하여 전류가 흐르게 된다. 도전성 액체의 루프는 동시에 전류 변환기처럼 동작하는 2차 코일의 주요 권선으로 형성되고 이 전류는 위상이 정류되고 증폭되어진다. 피측정 도전성 액체에 전극이 직접 접촉하지 않기 때문에 전극이 액체의 전해물에 의해 코팅되거나 오염물질 부착하여 발생하는 측정값 오차와 같은 문제가 발생하지 않는 장점이 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유도식 도전성 액체 누설 감지 장치는 최대 2,000mS/Cm의 고농도 용액의 전도도까지 측정이 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 도전성 액체를 감지하는 장치는 내열성 및 내화학성이 노출 전극 방식의 감지 장치 보다 매우 우수하다. 레이어들의 재질에 따라 측정하고자 하는 액체에 침수되어 장시간 사용이 가능하다. 또한, 측정 가능한 전극의 길이와 크기를 자유롭게 조절할 수 있어 응용성이 높다.

100 : 액체 누설 감지 장치 110, 141, 151, 161 : 센싱홀
120 : 1차 코일 130 : 2차 코일
140 : 베이스 레이어 150 : 제1 커버 레이어
160 : 제2 커버 레이어 200 : 커넥터
300 : 케이블 310 : 유도 전류 발생기
320 : 유도 전류 수신기 330 : 회로 절단 감지부

Claims (21)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
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5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 띠 형상의 베이스 레이어;
   상기 베이스 레이어의 전면에 배치되는 복수 개의 1차 코일;
   복수 개의 상기 1차 코일과 상응하는 형상으로 각각의 상기 1차 코일에 상응하는 위치의 상기 베이스 레이어의 배면에 배치되는 복수 개의 2차 코일
   상기 1차 코일이 배치된 상기 베이스 레이어의 전면을 커버하는 제1 커버 레이어;
   상기 2차 코일이 배치된 상기 베이스 레이어의 배면을 커버하는 제2 커버 레이어;
   복수 개의 상기 1차 코일과 상기 2차 코일의 권선의 코어 위치 각각에 배치되고 상기 적층된 상기 제1 커버 레이어, 상기 베이스 레이어, 및 상기 제2 커버 레이어를 관통하여 형성되는 복수개의 센싱홀;
   상기 1차 코일에 연결되어 자기 유도 발진 신호를 인가하는 제1 전송선; 및
   상기 2차 코일에 연결되어 유도된 전류를 인가 받는 제2 전송선을 포함하고,
   상기 1차 코일 및 상기 2차 코일의 권선 사이에 상기 제1 커버 레이어와 상기 베이스 레이어를 관통하여 보조 센싱홀이 형성된 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치.
10. 띠 형상의 제1 베이스 레이어;
    상기 제1 베이스 레이어의 전면에 배치되는 복수 개의 1차 코일;
    상기 제1 베이스 레이어와 상응하는 형상으로 형성되어 상기 제1 베이스 레이어의 배면에 전면이 결합하는 제2 베이스 레이어;
    복수 개의 상기 1차 코일과 상응하는 형상으로 형성되어 각각의 상기 1차 코일에 상응하는 위치의 상기 제2 베이스 레이어의 상기 전면에 배치되는 복수 개의 2차 코일;
    복수 개의 상기 1차 코일이 배치된 상기 제1 베이스 레이어의 전면을 커버하는 제1 커버 레이어;
    복수 개의 상기 1차 코일과 상기 2차 코일의 권선의 코어 위치 각각에 배치되고, 적층되는 상기 제1 커버 레이어, 상기 제1 베이스 레이어, 상기 제2 베이스 레이어를 관통하여 형성되는 복수개의 센싱홀;
    복수 개의 상기 1차 코일이 병렬로 연결되고 자기 유도 발진 신호를 상기 1차 코일에 인가하는 제1 전송선; 및
    복수 개의 상기 2차 코일이 병렬로 연결되고 상기 2차코일에 유도된 전류를 인가받는 제2 전송선;을 포함하고,
    상기 1차 코일 및 상기 2차 코일의 권선 사이에 상기 제1 커버 레이어와 상기 제1 베이스 레이어를 관통하여 보조 센싱홀이 형성된 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 보조 센싱홀은 상기 제2 커버 레이어를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 보조 센싱홀은 상기 제2 베이스 레이어를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 레이어 또는 상기 제2 베이스 레이어는 복수개의 레이어로 형성되고, 상기 1차 코일 및 상기 제1 전송선 또는 상기 2차 코일 및 상기 제2 전송선이 각 레이어에 상응하는 형상으로 형성되고, 복수개의 레이어에 형성되는 상기 제1 전송선은 직렬로 연결되고, 복수개의 레이어에 형성되는 상기 제2 전송선은 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 도전성 액체 누설 감지 장치.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 베이스 레이어 상에 노출 전극 감지 라인이 상기 전송선과 나란히 형성되고, 상기 제1 커버 레이어 상에 상기 노출 전극 감지 라인에 상응하는 위치에 설정 간격으로 하나 이상의 노출 전극 센싱홀이 관통하여 형성되는 도전성 액체 누설 감지 장치.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 레이어 상에 노출 전극 감지 라인이 상기 전송선과 나란히 형성되고, 상기 제1 커버 레이어 상에 상기 노출 전극 감지 라인에 상응하는 위치에 설정 간격으로 하나 이상의 노출 전극 센싱홀이 관통하여 형성되는 도전성 액체 누설 감지 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 전원 라인 또는 신호 라인을 포함하는 구리선이 꼬여서 구성되는 케이블; 및
    상기 케이블의 외표면 상에 스크류 형상으로 설정 간격으로 회전하며 감싸 결합하는 제9항 또는 제 10항의 도전성 액체 누설 감지 장치를 포함하고,
    상기 케이블을 감싸는 호스 형상의 몸체와 몸체 길이 방향을 따라 스크류 형상으로 상기 도전성 액체 누설 감지 장치의 폭에 상응하는 폭으로 안착홈이 형성되고, 상기 도전성 액체 누설 감지 장치는 상기 안착홈을 따라 결합하는 것을 특징으로 하는 케이블형 도전성 액체 누설 감지 장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 안착홈의 중심을 따라 검출하고자 하는 도전성 액체가 통과하도록 관통하여 관통홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블형 도전성 액체 누설 감지 장치.
20. 삭제
21. 삭제

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