KR102009244B1 - 갈륨센서 - Google Patents

갈륨센서 Download PDF

Info

Publication number
KR102009244B1
KR102009244B1 KR1020180088476A KR20180088476A KR102009244B1 KR 102009244 B1 KR102009244 B1 KR 102009244B1 KR 1020180088476 A KR1020180088476 A KR 1020180088476A KR 20180088476 A KR20180088476 A KR 20180088476A KR 102009244 B1 KR102009244 B1 KR 102009244B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gallium
sensor
preheating
power
electrode
Prior art date
Application number
KR1020180088476A
Other languages
English (en)
Inventor
김형석
이현빈
Original Assignee
김형석
한밭대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김형석, 한밭대학교 산학협력단 filed Critical 김형석
Priority to KR1020180088476A priority Critical patent/KR102009244B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102009244B1 publication Critical patent/KR102009244B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/02—Housings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

본 발명은 갈륨(Ga)을 수용하는 내부하우징에 삽입된 전극과 액화갈륨(Ga)의 접촉을 통해 기울기 및 진동을 측정하는 갈륨센서에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 인체에 독성을 갖는 수은(Hg)을 갈륨(Ga)으로 대체함으로써 인체에 무해한 갈륨센서를 제공할 수 있으며, 상온에서 고체 상태를 유지하는 갈륨을 용융시키기 위한 예열부재를 구비하여, 갈륨센서의 측정 시 갈륨을 액체 상태로 유지할 수 있는 갈륨센서에 관한 것이다.

Description

갈륨센서{Gallium Sensor}
본 발명은 갈륨센서에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 갈륨을 수용하는 용기와 용기의 일측으로부터 삽입된 전극을 포함하여, 갈륨과 전극과의 접촉을 통해 센서의 기울기 및 진동을 측정하는 갈륨센서에 관한 것이다.
일본공개특허공보 제2003-215150호(도전성 액체 및 그것을 이용한 액체 가속도 센서, 2003.07.30.)에서 개시된 바와 같이, 일반적으로 내부에 도전성 액체를 수용하여 기울기 또는 진동을 측정하는 센서는 상온에서 액체상태를 유지하는 도전성 액체를 사용하여야 함에 따라 수은(Hg)을 내부에 수용하여 많은 측정장비 및 전제장비들에 통상적으로 사용되고 있다.
그러나, 상기 수은(Hg)은 인체에 유해한 특성으로 인해, 종래의 수은(Hg)를 사용하는 센서에서 수은이 유출되어 피부에 접촉되거나 수은(Hg)에서 발생되는 수은증기로 인해 인체에 심각한 질병을 초래할 수 있음에 따라, 수은(Hg)을 이용한 센서의 활용이 감소하고 있는 문제가 발생하였다.
일본공개특허공보 제2003-215150호(도전성 액체 및 그것을 이용한 액체 가속도 센서, 2003.07.30.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 도전성 액체로 수은(Hg)을 이용하는 센서에 있어서, 용기 내부에 수용되는 도전성 액체를 인체에 무해한 갈륨(Ga)으로 대체한 갈륨센서를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하고자 본 발명의 갈륨센서는, 밀폐된 내부에 갈륨(Ga)을 수용하며, 외부로부터의 전원과 연결되는 전원전극 및 접지전극이 삽입되는 센서용기 및 상기 센서용기의 적어도 일부에 구비되어, 상기 센서용기의 내부에 수용된 갈륨(Ga)을 액화시키는 예열부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서용기는 상기 갈륨(Ga)을 내부에 저장하며, 상기 전원전극 및 접지전극이 삽입되는 내부하우징 및 상기 내부하우징을 감싸도록 형성된 외부하우징을 포함하여 이루어지며, 상기 예열부재는 상기 내부하우징과 외부하우징 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 예열부재는 외부로부터의 전원과 연결되는 예열전원전극 및 예열접지전극과 연결되며, 상기 예열전원전극은 상기 전원전극으로부터 분기되어 상기 예열부재에 연결되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 센서용기의 내면은 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 센서용기의 내부에 삽입되는 전원전극 및 접지전극은 알루미늄(Al)을 제외한 도전성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 갈륨센서는 상기 예열부재에 의해 상기 센서용기 내부에 구비된 갈륨(Ga)이 용융되도록 일정시간 상기 접지전극에 전원이 연결되는 것을 지연시키도록 형성되는 딜레이회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 딜레이회로는 상기 예열부재와 연결된 예열전원전극 및 예열접지전극과 연결되어 상기 갈륨(Ga)이 용융되는 지연시간을 조정하는 지연수단을 포함하여, 상기 지연수단에서 조정된 지연시간 이후 상기 접지전극에 전원을 연결하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지연수단은 상기 전원전극 및 예열접지전극과 연결되는 저항 및 캐퍼시터를 포함하여 이루어지며, 상기 딜레이회로는 상기 전원전극에 공급되는 전원을 인가받아 상기 저항에 따른 상기 캐퍼시터가 충전되는 시간을 통해 상기 지연시간을 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 딜레이회로는 상기 예열부재의 전원인가 및 예열완료를 표시하도록 점등되는 LED램프를 더 포함할 수 있다.
상기한 구성에 따른 본 발명의 갈륨센서는 인체에 독성을 갖는 수은을 인체에 갈륨으로 대체함으로써 인체에 무해한 갈륨센서를 제공할 수 있으며, 상온에서 고체 상태를 유지하는 갈륨을 용융시키기 위한 예열부재를 구비하여, 센서의 측정시 갈륨을 액체상태로 유지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 수은(Hg)을 이용한 기울기센서를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 갈륨센서를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 갈륨센서의 작동을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 갈륨센서의 구성도.
도 5은 도 4에 따른 갈륨센서의 딜레이회로를 도시한 회로도.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 갈륨센서의 작동을 도시한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 갈륨센서를 도시한 개략도로서, 도 2를 참조하면, 본 발명의 갈륨센서(100)는 밀폐된 내부에 갈륨(Ga)을 수용하며, 외부로부터의 전원과 연결되는 전원전극(140) 및 접지전극(150)이 삽입되도록 형성된 센서용기(110)와 상기 센서용기(110)의 내부에 수용된 갈륨(Ga)을 액화시키는 예열부재(130) 및 상기 예열부재(130)를 외부의 전원과 연결시키는 예열전원전극(160), 예열접지전극(170)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 센서용기(110)는 상기 갈륨(Ga)를 수용하며 센서의 외관을 형성하는 구성으로, 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 이때 상기 예열부재(130)는 상기 센서용기(110)의 적어도 일부에 구비되어 상기 센서용기(110) 내부에 수용되는 갈륨(Ga)을 용융시키도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 센서용기(110)는 상기 갈륨(Ga)을 수용하며, 상기 예열부재(130)로 인하여 액화된 상기 갈륨(Ga)이 내부에서 원활하게 유동 가능하도록 일정크기를 갖으며, 강기 갈륨(Ga)은 상기 센서용기(110)의 내부에 적당량이 수용되어, 기울기또는 진동에 의해 상기 액화된 갈륨(Ga)이 내부에서 이동함으로써 상기 전원전극(140)과 접지전극(150)간의 단락 또는 단선 상태에 따라 기울기 및 진동을 측정할 수 있다.
이때. 상기 예열부재(130)는 상기 센서용기(110) 내부에 구비된 갈륨(Ga)을 용융시키기 위한 구성으로, 낮은 온도에서 용융되며 끓는점이 매우 높은 갈륨(Ga)의 특성 상, 전류가 인가되어 열을 발생하는 도선으로 이루어진 열선 또는 발열코일 등으로 이루어질 수 있으며, 이때 상기 센서용기(110)을 통하여 전달되는 열전달률 및 상기 센서용기(110)의 내부에 수용되는 갈륨(Ga)이 용융되는 시간을 고려하여, 상기 예열부재(130)의 발열성능 및 작동시간을 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 예열부재(130)는 상기 센서용기(110)의 내면 또는 외면에 구비될 수 있으며, 상기 예열부재(130)가 상기 센서용기(110)의 내면에 구비될 시에는 상기 센서용기(110)의 내부에 수용된 갈륨(Ga)과 반응하지 않는 물질로 이루어지거나 외부를 코팅하여 상기 갈륨(Ga)의 움직임에 영향을 미치지 않도록 구비되어야 하며, 바람직하게는 상기 예열부재(130)는 상기 센서용기(110)의 외면에서 내부에 수용된 갈륨(Ga)을 액화시키도록 열을 가하도록 형성될 수 있으며, 이때 상기 예열부재(130)는 상기 갈륨(Ga)을 액화시키기 용이한 상기 센서용기(110)의 외면의 일부에 구비될 수 있으나 바람직하게는 상기 센서용기(110)의 외면을 감싸도록 형성되어 갈륨(Ga)의 액화율을 더욱 증대시킬 수 있다.
아울러, 상기 센서용기(110)는 상기 갈륨(Ga)을 수용하는 내부공간(120)을 형성하며, 상기 내부공간(120)을 감싸는 관의 형태로 형성되어 관의 내부에 상기 예열부재(130)를 수용하도록 형성될 수 있으며, 더욱 자세하게는 상기 센서용기(110)는 상기 갈륨(Ga)을 수용하는 내부하우징(111)과 상기 내부하우징(111)의 외면을 감싸도록 형성되는 외부하우징(112)을 포함하여 형성될 수 있으며, 이때 상기 예열부재(130)와 연결되는 예열전원전극(160) 및 예열접지전극(170)은 상기 내부하우징(111)과 외부하우징(112)의 사이로 삽입되도록 형성되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 예열부재(130)는 외부로부터의 전원과 연결되는 예열전원전극(160) 및 예열접지전극(170)과 연결되며, 상기 예열전원전극(160)은 상기 전원전극(140)으로부터 분기되어 상기 내부하우징(111)과 외부하우징(112) 사이에 삽입되어 상기 예열부재(130)와 연결될 수 있다.
상기 갈륨(Ga)은 원자번호 31번의 13족(3A)족에 속하는 전이 후 금속원소의 아주 무른 은색 금속으로, 실온에서 고체로 존재하나, 녹는점이 302.9146K(29.7646℃)로 매우 낮고, 끓는 점이 2204℃로 매우 높아 액체로 존재하는 온도 범위가 매우 넓고, 반응성이 크지 않아 피부 접촉만으로는 인체에 거의 흡수되지 않기에 수은(Hg)에 비해 매우 높은 안전성을 갖는 다는 특징이 있다. 이때, 상기 갈륨(Ga)의 상온에서 고체상태를 유지하는 성질로 인하여, 본 발명의 갈륨센서(100)는 상기 센서용기(110)의 내부에 수용되는 갈륨(Ga)을 액체 상태로 유지하기 위한 상기 예열부재(130)를 구비하여, 기존의 수은(Hg)을 대체함으로써 인체에 무해한 센서를 제공할 수 있다.
또한, 상기 갈륨(Ga)은 일반적으로 아연-납의 제련 중에 부산물로 회수되거나 보크사이트(bauxite)에서 산화알루미늄(
Figure 112018075095010-pat00001
)을 추출하는 공정(Bayer process)에서 가성소다(Sodium Hydroxide)수용액 속에 산화알루미늄과 함께 함유되어 산화알루미늄 분리 후 침출액에서 회수되며, 이때 액화된 갈륨(Ga)은 알루미늄(Al)에 쉽게 침투하여 알루미늄(Al)의 구조를 교란시켜, 알루미늄(Al)을 용해시키거나 부스러지게 만드는 성질을 가지고 있으므로, 상기 갈륨센서(100)의 센서용기(110) 내부에 삽입되는 전원전극(140) 및 접지전극(150)은 알루미늄을 제외한 도전성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이때 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)은 갈륨(Ga)의 침투현상이 발생하지 않으며, 높은 전기전도성을 갖는 구리(Cu)로 이루어지는 것이 더욱 바람직하며, 이때 상기 전원전극(140)으로부터 분기되어 상기 예열부재(130)에 연결되는 상기 예열전원전극(160)은 상기 전원전극(140)과 동일한 소재의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
더하여, 상기 액화된 갈륨(Ga)은 유리에 달라붙는 현상이 발생함에 따라, 상기 상기 센서용기(110)의 내면은 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이때 상기 갈륨(Ga)은 녹는점이 매우 낮기 때문에, 상기 예열부재(130)에서 발생하는 열이 상기 센서용기(110)를 녹일 정도의 고열을 발생할 필요가 없어, 상기 센서용기(110)의 두께를 더욱 얇게 형성하여 갈륨(Ga)이 수용된 내부로의 열전달을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 이때, 상기 센서용기(110)가 내부하우징(111) 및 외부하우징(112)으로 이루어질 경우, 상기 내부하우징(111)이 플라스틱으로 형성되고, 상기 외부하우징(112)은 플라스틱이 아닌 단열소재의 재질로 형성되어 외부로의 열방출을 방지하여 상기 예열부재(130)의 성능을 향상시킬 수 있으며, 외부로부터의 충격에 견고하게 형성되어 내부를 보호할 수 있다.
도 3은 본 발명의 갈륨센서의 작동을 설명하기 위한 예시도로서, 도 3을 참조하여 본 발명의 갈륨센서(100)의 작동을 설명하면, 상기 갈륨(Ga)은 상기 예열부재(130)에 의해 용융되어 상기 센서용기(110) 내부에서 액체 상태로 존재하게 되고, 이때 중력 또는 외부요인에 의한 관성을 통해 상기 센서용기(110) 내부에 수용된 갈륨(Ga)이 움직이게 되고, 상기 센서용기(110)의 내부에 삽입된 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)과 접촉되어, 상기 전원전극(140)과 접지전극(150)이 단락됨으로써, 상기 갈륨센서(100)의 기울기 또는 진동을 측정한다.
이때, 상기 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 갈륨센서(100)는 상기 갈륨센서(100)는 어느 한 평면을 기준으로 각기 다른 방향을 향하도록 배치되고, 기울어지는 방향으로 중력에 의해 움직임으로써, 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)을 단락시키거나, 갈륨(Ga)이 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)에서 이탈됨으로써 상기 갈륨센서(100)가 기울어지는 것을 감지할 수 있으며, 이때 상기 갈륨센서(100)는 원형으로 각기 서로다른 방향을 향하도록 방사형으로 배치되는 것이 가장 바람직하며, 상기와 같이 배치된 갈륨센서(100)는 각기 서로 다른 방향을 향하도록 복수로 이루어져 상기 갈륨센서(100)가 구비된 방향의 기울기를 측정하거나, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 외부로부터의 진동에 의해 내부에 수용된 갈륨(Ga)의 진동에 의해 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)이 단락되는 횟수에 따른 진동 주파수를 측정하는 진동센서로 활용될 수 있다.
아울러, 본 발명의 도면에서는 상기 갈륨센서(100)의 전원전극(140) 및 접지전극(150)이 상기 센서용기(110)의 일측에서 일점을 갖는 원형의 전극으로 도시되어, 갈륨(Ga)의 접촉시에만 단락이 이루어지도록 설명하고 있으나, 바람직하게는 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 센서용기(110)의 길이방향으로 일정거리 연장되어 형성되어, 액화된 갈륨(Ga)이 기울기에 따라 기울어진 정도에 따른 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)간에 흐르는 전류의 차이를 감지하여 기울기를 산출할 수 있으며, 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)는 상기 센서용기(110)의 내부공간(120)에 복수로 형성되어, 다방향에서의 기울기 및 진동을 감지하도록 형성될 수 있다. 이때 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)이 삽입되는 방향 및 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)의 형태는 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 개수, 삽입 방향 또는 형태로 변형실시가 가능할 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 갈륨센서의 구성도이며, 도 6은 도 5에 따른 갈륨센서의 딜레이회로를 도시한 회로도로서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 갈륨센서(100)는 상기 예열부재(130)에 의해 상기 센서용기(110) 내부에 구비된 갈륨(Ga)이 용융되도록 일정시간 상기 접지전극(150)에 전원이 연결되는 것을 지연시키도록 형성되는 딜레이회로(200)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 딜레이회로(200)는 상기 센서용기(110) 내부에 수용되는 갈륨(Ga)이 액화되는 시간 동안 상기 갈륨센서(100)에서 측정하는 측정값의 오류를 방지하기 측정을 지연하기 위한 구성으로써,오픈소스 H/W에서의 호환을 위해 전원(Vcc), 접지(GND) 및 SIG단자가 구비되는 PCB, AVR, FPGA 또는 아두이노 회로로 형성될 수 있으며, 이때 상기 딜레이회로(200)에서 지연되는 시간은 상기 갈륨센서(100)내에 구비되는 예열부재(130)의 저항값을 늘리거나 고민도의 코일을 사용하여 예열시간을 보다 단축시킬 수 있으나, 바람직하게는 상기 갈륨(Ga)이 용융되는 시간을 산출하여 그 시간만큼 측정을 지연시켜 갈륨(Ga)이 고체상태일 때 발생하는 측정오차를 방지하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 딜레이회로(200)는 상기 예열부재(130)와 연결된 예열전원전극(160) 및 예열접지전극(170)과 연결되어 상기 갈륨(Ga)이 용융되는 지연시간을 조정하는 지연수단(210)을 포함할 수 있으며, 상기 딜레이회로(200)는 상기 지연수단(210)을 통해 조정된 지연시간 이후에 갈륨(Ga)과 접촉되어 단락됨으로써 측정을 수행하는 상기 접지전극(150)에 전원을 연결하여, 갈륨(Ga)의 용융된 이후에 측정을 시작하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 지연시간은 갈륨(Ga)이 용융되도록 상기 예열부재(130)에 전원이 인가된 후 상기 접지전극(150)에 전원을 연결하기 전까지의 시간을 뜻한다.
이때, 상기 지연수단(210)은 설정된 시간이후에 상기 접지전극(150)으로 전원을 연결하는 타임스위치의 구성으로 이루어 질 수 있으나, 바람직하게는 상기 예열부재(130)에 인가되는 전압에 따라 상기 예열부재(130)에서 발생하는 열량이 가변되기 때문에, 상기 예열부재(130)에 전압을 인가하는 전원전극(140)에 공급되는 전원을 인가받아 충전하는 캐퍼시터(211)와 상기 캐퍼시터(211)로 인가되는 전류를 조절하기 위한 저항(212)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 딜레이회로(200)는 상기 캐퍼시터(211)에 충전되는 시간을 통해 상기 지연시간을 조정할 수 있으며, 상기 캐퍼시터(211)와 저항(212)에 따른 상기 지연시간은 하기의 식에 따라 산출될 수 있다.
Figure 112018075095010-pat00002
또한, 상기 딜레이회로(200)는 상기 지연수단(210)으로부터 조정된 지연시간에 따른 신호를 인가받아 상기 전원전극(140), 접지전극(150) 및 예열접지전극(170)과 연결되는 전원의 연결을 제어하는 제어유닛(MCU, Micro Control Unit)을 더 포함 할 수 있으며, 이때 상기 제어유닛은 상기 딜레이회로(200)에 구비되어 상기 전원전극(140), 접지전극(150), 예열접지전극(170) 및 지연수단(210)으로의 전원을 공급하고, 신호를 인가받아 지연시간을 조정하기 위한 구성으로, 바람직하게는 PCB, AVR, FPGA 또는 아두이노 회로로 구성하기 위한 타이머 IC로 형성될 수 있으며, 도면상에는 도시되지 않았지만, 상기 지연수단(210)으로부터 신호를 인가받아 상기 접지전극(150)으로의 전원공급을 제어하도록 형성되는 릴레이 또는 스위치의 구성으로 형성되어 상기 딜레이회로(200)를 단순화 할 수 있다.
더하여, 상기 딜레이회로(200)는 상기 예열부재(130)의 전원인가 및 예열완료를 표시하도록 점등되는 LED램프(230)을 더 포함하여 상기 갈륨센서(100)의 작동에 따른 동작상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 상기 LED램프(230)는 상기 전원전극(140)에 연결되는 회로에 구비되는 제1LED램프(231)와 상기 접지전극(150)에 연결되는 회로에 구비되는 제2LED램프(232)로 형성되어, 각각의 제1,2LED램프(231, 232)는 서로 다른 색상을 점등하도록 구비되어, 상기 전원전극(140)에 전원이 인가될 시에 제1LED램프(231)가 점등되어, 상기 갈륨센서(100)에 전원이 인가됨을 표시하고, 상기 지연수단(210)을 통해 조정된 지연시간 이후, 상기 접지전극(150)에 전원이 연결될 시에 제2LED램프(232)가 점등되어, 상기 예열부재(130)의 예열완료 및 측정시작을 표시할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 갈륨센서의 작동을 도시한 순서도로서, 도 6을 참조하여, 본 발명의 갈륨센서를 이용한 측정방법을 하기에서 상세히 설명하기로한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 갈륨센서(100)는 상기 센서용기(110) 내부에 수용되는 갈륨(Ga)을 용융시키기 위한 예열단계(S100) 및 상기 예열단계(S100) 이 후 상기 전원전극(140)과 접지전극(150)에서의 단락을 통해 상기 갈륨센서(100)의 기울기 및 진동을 측정하는 측정단계(S200)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 예열단계(S100)는 상기 예열전원전극(160) 및 예열접지전극(170)에 전원을 공급하는 전원인가단계(S111)과 상기 전원인가단계(S111) 이후 경과된 시간(t)이 상기 딜레이회로(200)에 의해 설정된 지연시간을 초과하지를 판단하는 지연시간판단단계(S112)를 포함한다. 이때, 상기 전원인가단계(S111)에서, 상기 예열전원전극(160)은 상기 전원전극(140)으로부터 분기되어 상기 예열부재(130)에 연결됨에 따라, 상기 전원전극(140) 및 예열접지전극(170)에 전원이 연결됨이 바람직하다.
상기 측정단계(S200)는 상기 지연시간판단단계(S112)에서 상기 전원인가단계(S111) 이후 경과된 시간(t)이 상기 딜레이회로(200)에 의해 설정된 지연시간을 초과할 시, 상기 접지전극(150)에 전원을 연결하는 접지전극전원연결단계(S210)와 상기 전원전극(140) 및 접지전극(150)의 단락을 측정하는 측정단계(S220)을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 갈륨센서
110 : 센서용기 111 : 내부하우징
112 : 외부하우징
120 : 내부공간 130 : 예열부재
140 : 전원전극 150 : 접지전극
160 : 예열전원전극 170 : 예열접지전극
200 : 딜레이회로 210 : 지연수단
211 : 캐퍼시터 212 : 저항
220 : 제어유닛(MCU) 230 : LED램프

Claims (9)

  1. 밀폐된 내부에 갈륨(Ga)을 수용하며, 외부로부터의 전원과 연결되는 전원전극 및 접지전극이 삽입되는 센서용기; 및
    상기 센서용기의 적어도 일부에 구비되어, 상기 센서용기의 내부에 수용된 갈륨(Ga)을 액화시키는 예열부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서용기는 상기 갈륨(Ga)을 내부에 저장하며, 상기 전원전극 및 접지전극이 삽입되는 내부하우징 및 상기 내부하우징을 감싸도록 형성된 외부하우징을 포함하여 이루어지며,
    상기 예열부재는 상기 내부하우징과 외부하우징 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 예열부재는 외부로부터의 전원과 연결되는 예열전원전극 및 예열접지전극과 연결되며,
    상기 예열전원전극은 상기 전원전극으로부터 분기되어 상기 예열부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서용기의 내면은 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서용기의 내부에 삽입되는 전원전극 및 접지전극은 알루미늄(Al)을 제외한 도전성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 갈륨센서는 상기 예열부재에 의해 상기 센서용기 내부에 구비된 갈륨(Ga)이 용융되도록 일정시간 상기 접지전극에 전원이 연결되는 것을 지연시키도록 형성되는 딜레이회로;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 딜레이회로는 상기 예열부재와 연결된 예열전원전극 및 예열접지전극과 연결되어 상기 갈륨(Ga)이 용융되는 지연시간을 조정하는 지연수단을 포함하여, 상기 지연수단에서 조정된 지연시간 이후 상기 접지전극에 전원을 연결하는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지연수단은 상기 전원전극 및 예열접지전극과 연결되는 저항 및 캐퍼시터를 포함하여 이루어지며,
    상기 딜레이회로는 상기 전원전극에 공급되는 전원을 인가받아 상기 저항에 따른 상기 캐퍼시터가 충전되는 시간을 통해 상기 지연시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 딜레이회로는 상기 예열부재의 전원인가 및 예열완료를 표시하도록 점등되는 LED램프;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갈륨센서.
KR1020180088476A 2018-07-30 2018-07-30 갈륨센서 KR102009244B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180088476A KR102009244B1 (ko) 2018-07-30 2018-07-30 갈륨센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180088476A KR102009244B1 (ko) 2018-07-30 2018-07-30 갈륨센서

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102009244B1 true KR102009244B1 (ko) 2019-08-09

Family

ID=67613696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180088476A KR102009244B1 (ko) 2018-07-30 2018-07-30 갈륨센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102009244B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354725A (en) * 1963-08-20 1967-11-28 Gen Electric Accelerometer
US5461919A (en) * 1993-10-22 1995-10-31 Maxtor Corporation Low-profile magnetohydrodynamic motion sensor for an electronic system
JP2001324513A (ja) * 2000-05-15 2001-11-22 Ubukata Industries Co Ltd 加速度センサー
JP2003215150A (ja) 2001-11-13 2003-07-30 Dainippon Toryo Co Ltd 導電性液体及びそれを用いた液体加速度センサー
JP2015148579A (ja) * 2014-02-10 2015-08-20 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354725A (en) * 1963-08-20 1967-11-28 Gen Electric Accelerometer
US5461919A (en) * 1993-10-22 1995-10-31 Maxtor Corporation Low-profile magnetohydrodynamic motion sensor for an electronic system
JP2001324513A (ja) * 2000-05-15 2001-11-22 Ubukata Industries Co Ltd 加速度センサー
JP2003215150A (ja) 2001-11-13 2003-07-30 Dainippon Toryo Co Ltd 導電性液体及びそれを用いた液体加速度センサー
JP2015148579A (ja) * 2014-02-10 2015-08-20 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI471888B (zh) 用於防止過電流之可重複熔絲
US20150294826A1 (en) Complex Protection Component Having Overcurrent Blocking Function and Surge Absorbing Function
EP2583783A1 (en) Device and process for remote ignition in aluminothermic welding
US20100219929A1 (en) Thermal fuse with current fuse function
US2775718A (en) Electronic speed light
GB2111750A (en) Thermosensitive cut out
KR102009244B1 (ko) 갈륨센서
US2795724A (en) Electric discharge lamps
EP0155719B1 (en) High-pressure discharge lamp
KR20150041016A (ko) 리플로우 가능한 회로 보호 디바이스
GB2100404A (en) Discharge lamps-combined lamp and socket
TW201802853A (zh) 熔絲元件
US3737717A (en) High intensity lamp containing thermal shorting fuse
CA2366336A1 (en) Reflector high pressure discharge lamp unit
US20120223803A1 (en) Thermal overload protection apparatus
JP4287780B2 (ja) 高圧放電ランプ
CN101444146B (zh) 安全启动器装置
KR101947937B1 (ko) 보호 소자
US20070114940A1 (en) High-pressure discharge lamp assembly
US4981330A (en) High-pressure sodium vapor discharge lamp
US3740686A (en) Ignition device for high pressure discharge lamps
US4959589A (en) Glow discharge starter having discharge extinguishing means
JP2002196403A (ja) ストロボ装置の発光装置
KR20090032134A (ko) 점화 보조 엘리먼트를 구비한 방전 램프
US4912370A (en) Glow discharge starter containing cylindrical capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant