KR102072953B1 - 기계식 온도보정 가스 디텍터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온 챔버와 같은 특수한 상황에 설치되어 사용되며, 가열수단과 냉각수단을 이용하여 측정할 공기를 일정한 온도로 맞추고, 압력조절장치를 통해 내부 압력을 외부와 유사하게 일정하게 유지되도록 하면서, 외부 진동과 소음이 차단된 상태에서 공기중의 가스 온도를 측정하여 정확한 가스 농도 측정이 가능한 기계식 온도보정 가스 디텍터를 제공하기 위한 것이다.

Description

기계식 온도보정 가스 디텍터{Gas detector with temporature mecanical correction}
본 발명은 기계식 온도보정 가스 디텍터에 관한 것으로서, 특히 온도 변화에 따라 가스 농도의 측정값이 변화되는 것을 방지하기 위해 측정용 공기를 수집하여 온도를 보정한 후 가스 농도를 측정하기 위ㅎ안 기계식 온도보정 가스 디텍터에 관한 것이다.
우리의 생활 주변에는 대단히 많은 종류의 가스가 존재한다. 그러나, 인간의 감각 기관으로는 위험 가스의 농도를 정량 하거나 종류를 거의 판별할 수 없다. 이에 대응하기 위해 물질의 물리적, 화학적 성질을 이용한 가스 센서가 개발되어 가스의 누설 감지, 농도의 측정 기록, 경보 등에 사용되고 있다.
그 중에서 반도체 식 가스 센서는 세라믹 반도체 표면에 가스가 접촉했을 때 일어나는 전기 전도도의 변화를 이용하는 것이 많으며, 대부분 대기 중에 가열하여 사용되는 일이 많아 고온에서 안정한 금속 산화물(세라믹스)이 주로 사용된다.
반도체 중에서는 전기 전도도가 크고 융점이 높아서, 사용 온도 영역에서 열 적으로 안정한 성질을 가진 반도체가 센서에 이용되고 있다.
반도체 가스 센서는 1) 대부분 유독 가스, 가연성 가스에 어떤 응답을 나타내어 감지할 수 있는 가스의 종류가 많고, 2) 센서 제작이 용이하고 검출 회로의 구성이 간단하다는 특징이 있다.
그러나 감지하려는 가스만을 감지할 수 있는 선택성이 우수한 가스 센서는 적고, 아직도 연구 개발 중에 있다.
한편, 반도체 가스 센서는 동작 온도에 따라 도너 레벨(Donor level)에서 전도대로 이동하는 캐리어(Carrier)의 개수와 이동도가 달라지기 때문에, 전기 전도도 및 가스 흡착 등의 센서 특성이 온도에 매우 민감한 특징이 있다.
따라서, 전원이 계속 인가되는 상태에서 주위 온도가 달라지면, 센서의 저항 값과 가스 감도는 큰 변화를 나타낸다.
반도체 센서는 고온인 경우에는 센서 저항이 낮아지고, 저온인 경우에는 센서 저항이 커지는 것이 특징이다.
이 때문에 정확한 가스 검출을 위하여는 가스 센서의 온도 의존성을 보상할 필요가 있는 것이다.
종래의 반도체 가스 센서의 온도 보상 회로는 기준 전압부에 NTC서미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)를 부착하고, 기준 전압이 저온 시에는 내려가고 고온 시에는 올라가도록 하여 가스 센서 출력의 온도에 의한 변동을 보상하는 것이 일반적이었다.
이러한 온도 보상 회로에 있어서, NTC 서미스터의 B정수는 사용하는 가스 센서의 온도 의존성을 고려해 선정하는데, 보통 B=3700∼4000 정도를 사용하면 대부분의 반도체 식 가스 센서의 경우 온도 보상이 가능하였다.
하지만 온도에 따라 정확하게 가스 센서의 저항 값을 보상하는 데에는 미흡한 점이 있었으며, 저온 및 고온 모두에서 완전한 온도 보상은 불가능한 문제가 있었다. 또한, 온도 보상이 어느 정도 이루어졌는지 여부를 정확히 확인하기 어렵기 때문에 가스 센서의 오작동 여부를 확인하는 데에는 한계가 있었다.
한편, 반도체 센서의 감도는 비교적 좋은 편이지만, 출력 전압 값은 미세한 편이다. 따라서 반도체 센서는 노이즈의 영향을 많이 받으며 외부 환경에 의한 오차의 영향이 크기 때문에 정확한 가스 검출에 미흡한 면이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0959823호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고온 챔버와 같은 특수한 상황에 설치되어 사용되며, 가열수단과 냉각수단을 이용하여 측정할 공기를 일정한 온도로 맞추고, 압력조절장치를 통해 내부 압력을 외부와 유사하게 일정하게 유지되도록 하면서, 외부 진동과 소음이 차단된 상태에서 공기중의 가스 온도를 측정하여 정확한 가스 농도 측정이 가능한 기계식 온도보정 가스 디텍터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기계식 온도보정 가스 디텍터는, 내부에 밀폐공간(111)이 형성되는 제1밀폐하우징(110); 외부 공기가 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부로 유입되는 흡입관(120); 상기 흡입관(120)을 개폐하는 제1개폐밸브(130); 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부의 공기가 외부로 배출되는 배출관(140); 상기 배출관(140)을 개폐하는 제2개폐밸브(150); 상기 흡입관(120)과 상기 배출관(140)이 개방되었을 때 작동하여 상기 제1밀폐하우징(110) 내부의 공기를 외부로 배출하고, 외부공기를 상기 제1밀폐하우징(110)으로 유입시키는 제1순환팬(160); 상기 제1밀폐하우징(110)의 외측을 감싸게 형성되며, 내측면이 상기 제1밀폐하우징(110)의 외측면과 이격되어 내부에 냉매가 수용되는 순환공간(171)을 형성하는 제2밀폐하우징(170); 상기 제1밀폐하우징(110) 내부의 공기를 가열하는 가열수단(200); 상기 제1밀폐하우징(110) 내부의 공기를 냉각시키는 냉각수단(300); 상기 제2밀폐하우징(170)과 연결되어 상기 제2밀폐하우징(170)의 내부에 수용된 냉매를 순환시키면서 열교환하여 냉각시키는 냉매순환장치(400); 상기 제1밀폐하우징(110)의 측부에 배치되며, 양단이 각각 상기 제1밀폐하우징(110)과 연결되는 측정관(510); 상기 측정관(510)의 양단을 개폐하는 제3개폐밸브(520); 상기 제1밀폐하우징(110)의 공기를 상기 측정관(510)으로 이동시키는 제2순환팬(530); 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 온도를 측정하는 온도센서(610); 상기 측정관(510)에 장착되며, 상기 측정관(510)의 내부에 수용된 공기의 가스 농도를 측정하는 가스센서(620); 상기 가열수단(200) 또는 상기 냉각수단(300)의 작동에 따라 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 공기가 수축 또는 팽창할 때 작동하여 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 압력이 일정하게 유지되도록 조절하는 압력조절장치(700); 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 온도가 미리 설정된 설정값이 되면 상기 제3개폐밸브(520)를 개방하고, 상기 제2순환팬(530)을 작동시켜 상기 측정관(510)으로 공기를 이동시키고, 상기 가스센서(620)로 공기중의 가스 농도를 측정하도록 제어하는 제어장치; 를 포함하되, 상기 제1밀폐하우징(110)은, 알루미늄 재질로 이루어지며, 내부에 밀폐공간(111)이 형성된 육면체 형상의 내벽부(112); 스텐리스 재질로 이루어지며, 상기 내벽부(112)의 외측을 감싸는 외벽부(113);를 포함하고, 상기 가열수단(200)은, 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부에 배치되는 열선부(210); 상기 열선부(210)와 연결되며, 전원공급장치와 연결되어 상기 열선부(210)에 전원을 공급하는 전원부(220); 를 포함하며, 상기 냉각수단(300)은, 일면이 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부에 배치되도록 장착되며 전기를 가하면 냉각되는 냉각부(310); 상기 냉각부(310)의 타면에 장착되며 상기 제1밀폐하우징(110)의 외부에 배치되어 상기 냉각부(310)의 냉각시 발생되는 열을 외부로 발산하는 방열부(320); 를 포함하고, 상기 압력조절장치(700)는, 일단이 상기 제1밀폐하우징(110)과 연결되며, 내부에 압력조절공(711)이 관통 형성된 압력조절관(710); 상기 압력조절공(711)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 조절피스톤(720); 을 포함하되, 상기 조절피스톤(720)의 일단 외주면에는 고무 재질로 이루어지며 상기 압력조절관(710)의 내주면과 접하는 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722)가 길이 방향으로 이격 배치되게 형성되고, 상기 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722) 사이에 형성된 오목하게 개방된 댐퍼수용홈(723)이 형성되며, 상기 댐퍼수용홈(723)에는 겔형태의 제1댐퍼부재(730)가 도포되고, 상기 압력조절관(710)의 내주면에는 상기 조절피스톤(720)의 타단과 접하여 상기 압력조절관(710)의 슬라이드 이동시 회전하는 가이드볼(740)이 구비된다.
상기 제1밀폐하우징(110)의 하단과 상단에 각각 장착되는 방지판스프링(800); 을 더 포함하되, 상기 제2밀폐하우징(170)에 고정 장착되는 제1연결부(810); 상기 제1밀폐하우징(110)에 고정 장착되는 제2연결부(820); 상기 제1연결부(810)와 상기 제2연결부(820) 사이에 지그제그 형상으로 형성된 탄성부(830); 를 포함한다.
상기 제1밀폐하우징(110)의 외측면과 상기 제2밀폐하우징(170)의 내측면에 각각 구비되는 제2댐퍼수단(900); 을 더 포함하되, 상기 제2댐퍼수단(900)은, 틀 형상으로 형성되며 내부에 제2댐퍼부재(920)가 수용되는 댐퍼수용부(910); 상기 댐퍼수용부(910)의 끝단에서 상기 댐퍼수용부(910)의 내측 방향으로 돌출 형성된 제1댐퍼걸림부(930); 상기 댐퍼수용부(910)의 가운데에 돌출 형성되며, 끝단에 외측 방향으로 제2댐퍼걸림부(950)가 돌출 형성된 댐퍼고정부(940); 를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 기계식 온도보정 가스 디텍터는 다음과 같은 효과가 있다.
상기 배출관(140)은 상기 제1밀폐하우징(110)에 상기 흡입관(120)과 대각선 방향으로 엇갈리게 배치되며, 이로 인해 상기 밀폐공간(111)의 내부 공기를 외부로 배출할 때 와류 발생을 방지하고 잔류하는 공기를 최소화 시키는 효과를 제공한다.
상기 제2밀폐하우징(170)에 의해 형성된 상기 순환공간(171)과 상기 순환공간(171)에 수용된 냉매는 단순히 냉각 기능 뿐만 아니라 상기 제1밀폐하우징(110)과 외부의 단열 기능도 하면서, 외부 진동을 차단하는 방진 기능도 하며, 이로 인해 후술할 상기 가스센서(620)의 측정시 정확도를 향상시키는 효과를 제공한다.
상기 가스센서(620)의 측정이 이루어질 때 상기 제3개폐밸브(520)는 폐쇄되고 상기 제2순환팬(530)을 정지시킴으로써, 공기가 이동하게 되면서 발생되는 미세한 진동으로 인해 측정값에 노이즈가 발생하는 것을 차단하는 효과를 제공한다.
상기 제1댐퍼부재(730)는 상기 댐퍼수용홈(723)에 삽입되어 쉽게 이탈되지 않도록 고정되며, 상기 압력조절공(711)의 내주면과 접하여 기밀성을 향상시키면서 상기 압력조절공(711)의 내주면과의 마찰을 최소화 하는 효과를 제공한다.
상기 가이드볼(740)은 상기 조절피스톤(720)의 외주면과 접하며, 상기 조절피스톤(720)이 상기 압력조절공(711)을 따라 길이 방향으로 슬라이드 이동될 때 상기 조절피스톤(720)과의 마찰에 의해 회전하여 상기 조절피스톤(720)이 흔들이 없이 원활하게 슬라이드 이동 되도록 하는 효과를 제공한다.
측정할 공기의 온도를 설정값에 맞게 조절한 후 상기 가스센서(620)로 가스 농도를 측정함으로써, 정확한 측정이 가능한 효과를 제공한다.
종래에 측정이 불가능 했던 고온 챔버나 용광로 등의 악조건에서도 정밀하게 가스 농도를 측정할 수 있는 효과를 제공한다.
상기 제2댐퍼수단(900)은 상기 제2댐피부재가 상기 제1밀폐하우징(110)으로 전달되는 진동을 감쇄시키며, 진동으로 인해 상기 가스센서(620)의 측정값에 노이즈가 발생되는 것을 방지하여 더욱 안전하고 정확한 측정을 가능하게 하는 효과를 제공한다.
상기 방지판스프링(800)은 상기 탄성부(830)가 상기 제1밀폐하우징(110)으로 전달되는 진동을 감쇄시키며, 진동으로 인해 상기 가스센서(620)의 측정값에 노이즈가 발생되는 것을 방지하여 더욱 안전하고 정확한 측정을 가능하게 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기계식 온도보정 가스 디텍터의 단면 구조도,
도 2는 도 1의 'A'를 확대 도시한 단면 구조도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방지판스프링(800)과 제2댐퍼수단(900)을 나타낸 단면 구조도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기계식 온도보정 가스 디텍터의 단면 구조도, 도 2는 도 1의 'A'를 확대 도시한 단면 구조도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방지판스프링(800)과 제2댐퍼수단(900)을 나타낸 단면 구조도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 온도보정 가스 디텍터는, 제1밀폐하우징(110), 흡입관(120), 제1개폐밸브(130), 배출관(140), 제2개폐밸브(150), 제1순환팬(160), 제2밀폐하우징(170), 가열수단(200), 냉각수단(300), 냉매순환장치(400), 측정관(510), 제3개폐밸브(520), 제2순환팬(530), 온도센서(610), 가스센서(620), 압력조절장치(700), 제어장치로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 기계식 온도보정 가스 디텍터는 고온 챔버나 용광로 같은 고온 상태에서 공기중의 가스 농도를 정확하게 측정하기 위한 것이다.
상기 제1밀폐하우징(110)은 내부에 밀폐공간(111)이 구비된 육면체 형상의 통으로, 구체적으로 내벽부(112) 및 외벽부(113)로 이루어진다.
상기 내벽부(112)는 알루미늄 재질로 이루어지며, 내부에 육면체의 상기 밀폐공간(111)이 형성된다.
상기 외벽부(113)는 스텐리스 재질로 이루어지며, 상기 내벽부(112)의 외측을 감싸게 형성된다.
경우에 따라 단열성을 향상시키기 위해 상기 내벽부(112)와 상기 외벽부(113) 사이에는 스티로폼 등의 단열재가 추가로 구비될 수도 있다.
상기 흡입관(120)은 양단이 관통된 원형의 파이프로 이루어지며, 일단이 상기 제1밀폐하우징(110)과 결합되어 상기 밀폐공간(111)과 연결되고, 타단에는 상기 제1개폐밸브(130)가 장착된다.
상기 제1개폐밸브(130)는 솔레노이드밸브로 이루어지며, 후술할 상기 제어장치에 의해 제어되며, 상기 밀폐공간(111)으로 외부 공기를 내부로 흡입할 때 개방된다.
상기 배출관(140)은 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 공기를 외부로 배출하기 위한 통로이며, 상기 흡입관(120)과 마찬가지로 양단이 관통된 원형의 파이프로 이루어지고, 일단이 상기 제1밀폐하우징(110)과 결합되어 상기 밀폐공간(111)과 연결되고, 타단에는 상기 제2개폐밸브(150)가 구비된다.
여기에서 상기 배출관(140)은 상기 제1밀폐하우징(110)에 상기 흡입관(120)과 대각선 방향으로 엇갈리게 배치되며, 이로 인해 상기 밀폐공간(111)의 내부 공기를 외부로 배출할 때 와류 발생을 방지하고 잔류하는 공기를 최소화 시키는 효과를 제공한다.
상기 제2개폐밸브(150)는 솔레노이드밸브로 이루어지며, 후술할 상기 제어장치에 의해 제어된다. 구체적으로, 상기 제1개폐밸브(130)의 개방시 상기 제2개폐밸브(150)도 동시에 개방되도록 제어된다.
상기 제1순환팬(160)은 상기 흡입관(120)의 내부에 장착되며, 상기 제1개폐밸브(130)와 상기 제2개폐밸브(150)가 개방되었을 때, 즉 상기 흡입관(120)과 상기 배출관(140)이 모두 개방되었을 때 작동하고, 상기 제1밀폐하우징(110) 내부의 공기를 외부로 배출한다. 이때 개방된 상기 흡입관(120)으로는 자동적으로 외부공기가 유입되어 상기 밀폐공간(111)으로 이동된다.
한편, 상기 제2밀폐하우징(170)은 상기 제1밀폐하우징(110)의 외측을 감싸게 형성되며, 스텐리스 재질로 이루어지고, 상기 제1밀폐하우징(110)과 마찬가지로 육면체 형상으로 형성된다.
또한, 상기 제2밀폐하우징(170)은 내측면이 상기 제1밀폐하우징(110)의 외측면과 이격되어 내부에 냉매가 수용되는 순환공간(171)을 형성한다.
상기 순환공간(171)에 채워진 냉매는 기체 또는 액체 중 어느 하나가 수용될 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 액체가 수용된다.
상기 냉매는 후술할 상기 가열수단(200)에서 발생되는 열을 흡수하는 기능을 하게 되며, 후술할 냉매순환장치(400)에 의해 외부로 배출된 후 냉각되어 다시 상기 순환공간(171)으로 공급된다.
여기에서 상기 순환공간(171)과 상기 순환공간(171)에 수용된 냉매는 단순히 냉각 기능 뿐만 아니라 상기 제1밀폐하우징(110)과 외부의 단열 기능도 하면서, 외부 진동을 차단하는 방진 기능도 하며, 이로 인해 후술할 상기 가스센서(620)의 측정시 정확도를 향상시키는 효과를 제공한다.
상기 가열수단(200)은 전원이 인가되면 열을 발생시키는 것으로, 구체적으로, 열선부(210)와 전원부(220)로 이루어진다.
상기 열선부(210)는 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부에 배치되며, 'ㄷ'자 형상으로 절곡되어 상기 밀폐공간(111)의 가운데에 'ㄷ'자 형상으로 형성된다.
또한, 상기 열선부(210)의 양 끝단은 상기 제1밀폐하우징(110)과 제2밀폐하우징(170)을 관통하여 외부에 배치된 상기 전원부(220)와 연결된다.
상기 전원부(220)는 상기 열선부(210)와 연결되며, 상기 열선부(210)에 전원을 공급하여 상기 열선부(210)에서 열이 발생되도록 한다.
상기 냉각수단(300)은 열전 반도체로 이루어진 것으로, 전원이 인가되면 일단이 냉각되고 타단이 가열되는 구조로 이루어진다.
구체적으로 상기 냉각수단(300)은 냉각부(310)와 방열부(320)로 이루어진다.
상기 냉각부(310)는 일면이 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부에 배치되도록 장착되며 전기를 가하면 냉각된다.
상기 방열부(320)는 상기 냉각부(310)의 타면에 장착되며 상기 제1밀폐하우징(110)의 외부에 배치되어 상기 냉각부(310)의 냉각시 발생되는 열을 외부로 발산하게 된다.
여기에서 상기 방열부(320)는 상기 순환공간(171)에 배치되어 상기 냉매와 접촉하게 된다.
상기 냉매순환장치(400)는 상기 제2밀폐하우징(170)과 연결되며, 상기 제2밀폐하우징(170)의 내부에 수용된 냉매를 순환시키면서 냉각시키는 장치이다.
구체적으로 상기 냉매순환장치(400)는 일반적인 열교환장치의 일종으로, 공냉식 또는 수냉식의 방식으로 이루어질 수 있다. 예를들어 상기 냉매순환장치(400)는, 상기 순환공간(171)에 냉매를 순환시키는 순환펌프와, 상기 냉매가 통과하는 열교환파이프 및 상기 열교환파이프를 냉각시키는 냉각팬으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 측정관(510)은 상기 제1밀폐하우징(110)의 측부에 배치되며, 양단이 각각 상기 제1밀폐하우징(110) 방향으로 절곡되게 형성되고, 상기 밀폐공간(111)과 연결된다.
상기 제3개폐밸브(520)는 상기 측정관(510)의 양단에 각각 장착되며, 솔레노이드밸브로 이루어진다.
상기 제2순환팬(530)은 상기 측정관(510)의 내부에 장착되며, 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 공기를 상기 측정관(510)으로 이동시키기 위한 것이다.
상기 온도센서(610)는 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 온도를 측정하기 위한 것으로, 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부에 장착된다.
상기 가스센서(620)는 공기중의 일산화탄소 또는 이산화탄소의 농도를 측정하는 센서이다.
이러한 상기 가스센서(620)는 상기 측정관(510)에 장착되며, 상기 측정관(510)의 내부에 수용된 공기의 가스 농도를 측정하게 된다.
또한, 상기 가스센서(620)로 가스농도를 측정할 때 상기 제3개폐밸브(520)는 폐쇄되고 상기 제2순환팬(530)은 정지한 상태로 측정을 진행하게 된다.
이와 같이 상기 가스센서(620)의 측정이 이루어질 때 상기 제3개폐밸브(520)는 폐쇄되고 상기 제2순환팬(530)을 정지시킴으로써, 공기가 이동하게 되면서 발생되는 미세한 진동으로 인해 측정값에 노이즈가 발생하는 것을 차단하는 효과를 제공한다.
한편, 상기 압력조절장치(700)는 상기 가열수단(200) 또는 상기 냉각수단(300)의 작동에 따라 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 공기가 수축 또는 팽창할 때 작동하여 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 압력이 일정하게 유지되도록 조절하기 위한 것이다.
구체적으로 상기 압력조절장치(700)는, 압력조절관(710), 조절피스톤(720), 제1댐퍼부재(730) 및 가이드볼(740)로 이루어진다.
상기 압력조절관(710)은 원통형 형상으로 형성되며, 내부에 압력조절공(711)이 관통 형성되고, 일단이 상기 제1밀폐하우징(110)과 연결되며, 타단은 상기 제2밀폐하우징(170)을 관통하여 외부에 배치된다.
상기 조절피스톤(720)은 원통형의 막대 형상으로 형성되며, 상기 압력조절공(711)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.
여기에서 상기 조절피스톤(720)의 일단 외주면에는 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722)가 길이 방향으로 이격 배치되게 구비된다.
상기 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722)는 고무 재질로 이루어지며, 상기 조절피스톤(720)의 외주연을 따라 링 형상으로 형성된다.
이러한 상기 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722)는 상기 압력조절공(711)의 내주면과 접하여 상기 압력조절공(711)을 밀폐하게 된다.
또한, 상기 조절피스톤(720)에는 상기 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722) 사이에 오목하게 개방된 댐퍼수용홈(723)이 형성된다.
상기 댐퍼수용홈(723)에는 후술할 상기 제1댐퍼부재(730)가 수용된다.
상기 제1댐퍼부재(730)는 접착제 성분이 함유된 겔 형태의 점탄성 물질로 이루어진다.
이러한 상기 제1댐퍼부재(730)는 상기 댐퍼수용홈(723)에 삽입되어 쉽게 이탈되지 않도록 고정되며, 상기 압력조절공(711)의 내주면과 접하여 기밀성을 향상시키면서 상기 압력조절공(711)의 내주면과의 마찰을 최소화 하는 효과를 제공한다.
한편, 상기 가이드볼(740)은 구 형상의 고무재질로 이루어지며, 상기 압력조절관(710)의 내주면에 회전 가능하게 삽입된다.
구체적으로 상기 압력조절관(710)의 내주면에는 반구 형태의 볼삽입홈(712)이 형성되며, 상기 가이드볼(740)은 상기 볼삽입홈(712)에 삽입되어 자전가능하게 배치된다.
이러한 상기 가이드볼(740)은 상기 조절피스톤(720)의 외주면과 접하며, 상기 조절피스톤(720)이 상기 압력조절공(711)을 따라 길이 방향으로 슬라이드 이동될 때 상기 조절피스톤(720)과의 마찰에 의해 회전하여 상기 조절피스톤(720)이 흔들이 없이 원활하게 슬라이드 이동 되도록 하는 효과를 제공한다.
한편, 상기 제어장치는 상기 가스센서(620)로 공기중의 가스 농도를 정확하게 측정하기 위해 상기 제1개폐밸브(130), 제2개폐밸브(150), 제3개폐밸브(520), 상기 제1순환팬(160), 제2순환팬(530), 가열수단(200), 냉각수단(300), 온도센서(610) 및 가스센서(620)의 작동을 제어한다.
구체적으로 상기 제어장치는 상기 제1밀폐하우징(110)의 상기 밀폐공간(111) 내부의 온도를 일정하게 유지되도록 상기 가열수단(200)과 상기 냉각수단(300)을 제어한다.
또한, 상기 밀폐공간(111)의 내부 온도가 설정된 값에 도달하면 상기 측정관(510)의 내부로 공기를 이동시켜 상기 가스센서(620)로 공기중의 가스 농도를 측정하도록 제어한다.
먼저, 상기 제어장치는 상기 제1개폐밸브(130)와 제2개폐밸브(150)를 개방하고, 상기 제1순환팬(160)을 가동시켜 상기 밀폐공간(111) 내부로 외부의 공기를 유입시킨다.
이후 상기 제1개폐밸브(130)와 상기 제2개폐밸브(150)가 닫히면 상기 온도센서(610)로 상기 밀폐공간(111)의 온도를 측정한다. 여기에서 측정된 값이 설정값보다 낮으면 상기 가열수단(200)을 작동하고, 높으면 상기 냉각수단(300)을 작동시킨다.
상기 밀폐공간(111)의 내부 온도가 설정값에 도달하면 상기 제3개폐밸브(520)와 상기 제2순환팬(530)을 작동시켜 상기 측정관(510)의 내부로 상기 밀폐공간(111)의 공기를 이동시킨다.
이후 상기 제3개폐밸브(520)와 상기 제2순환팬(530)의 작동을 정지시킨 후 상기 가스센서(620)로 공기중의 가스 농도를 측정하게 된다.
이와 같이 측정할 공기의 온도를 설정값에 맞게 조절한 후 상기 가스센서(620)로 가스 농도를 측정함으로써, 정확한 측정이 가능한 효과를 제공한다.
종래에는 소프트웨어를 이용해 온도에 따른 보정값을 계산하여 농도를 산출하였지만, 온도가 급격히 변화하거나 온도가 기준치에서 많이 벗어날 경우 오차 범위가 커져 정확한 가스 농도 측정이 불가능한 문제점이 있었다.
그러나 본 발명의 실시예에 따른 기계식 온도 보정 가스 디텍터는 종래에 측정이 불가능 했던 고온 챔버나 용광로 등의 악조건에서도 정밀하게 가스 농도를 측정할 수 있는 효과를 제공한다.
한편, 경우에 따라 상기 밀폐하우징의 상단과 하단에는 진동을 흡수하기 위한 방지판스프링(800)이 구비될 수 있다.
상기 방지판스프링(800)은 탄성을 갖는 얇은 판재로 이루어지며, 사각형의 판 형상으로 형성된다.
또한, 상기 제2밀폐하우징(170)에 고정 장착되는 제1연결부(810), 상기 제1밀폐하우징(110)에 고정 장착되는 제2연결부(820) 및 상기 제1연결부(810)와 상기 제2연결부(820) 사이에 지그제그 형상으로 형성된 탄성부(830)로 이루어진다.
이러한 상기 방지판스프링(800)은 상기 탄성부(830)가 상기 제1밀폐하우징(110)으로 전달되는 진동을 감쇄시키며, 진동으로 인해 상기 가스센서(620)의 측정값에 노이즈가 발생되는 것을 방지하여 더욱 안전하고 정확한 측정을 가능하게 하는 효과를 제공한다.
또한, 경우에 따라 상기 제1밀폐하우징(110)과 상기 제2밀폐하우징(170) 사이에는 제2댐퍼수단(900)이 더 구비될 수 있다.
상기 제2댐퍼수단(900)은 댐퍼수용부(910), 제2댐퍼부재(920), 제1댐퍼걸림부(930), 댐퍼고정부(940) 및 제2댐퍼걸림부(950)로 이루어진다.
상기 댐퍼수용부(910)는 사각형의 틀 형상으로 형성되며, 상기 제1밀폐하우징(110)의 외측면과 상기 제2밀폐하우징(170)의 내측면에 각각 형성된다.
상기 제2댐퍼부재(920)는 접착제 성분이 함유된 겔 형태의 점탄성 물질로 이루어지며, 상기 댐퍼수용부(910)의 내부에 삽입 배치된다.
상기 제1댐퍼걸림부(930)는 상기 댐퍼수용부(910)의 끝단에서 상기 댐퍼수용부(910)의 내측 방향으로 돌출 형성된다.
이러한 상기 제1댐퍼걸림부(930)는 상기 댐퍼수용부(910)의 내부에 수용된 상기 제2댐퍼부재(920)가 외부로 이탈되는 것을 저지하게 된다.
상기 댐퍼고정부(940)는 상기 댐퍼수용부(910)의 가운데에 돌출 형성되며, 끝단에 외측 방향으로 제2댐퍼걸림부(950)가 돌출 형성된다.
이러한 상기 댐퍼고정부(940)에는 상기 제1댐퍼걸림부(930)와 마찬가지로 상기 제2댐퍼부재(920)가 상기 댐퍼수용부(910)에서 이탈되는 것을 저지하게 된다.
이러한 상기 제2댐퍼수단(900)은 상기 제1밀폐하우징(110)과 상기 제2밀폐하우징(170)에 각각 장착된 상기 제2댐퍼부재(920)가 상호 접하며, 상기 제2밀폐하우징(170)에서 상기 제1밀폐하우징(110)으로 전달되는 진동을 감쇄시키게 된다.
이와 같이 상기 제2댐퍼수단(900)은 상기 제2댐피부재가 상기 제1밀폐하우징(110)으로 전달되는 진동을 감쇄시키며, 진동으로 인해 상기 가스센서(620)의 측정값에 노이즈가 발생되는 것을 방지하여 더욱 안전하고 정확한 측정을 가능하게 하는 효과를 제공한다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구 범위의 사상 및 영역을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 형태로 변형 실시될 수 있으며, 따라서 이와 같은 변형은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 해석해야 할 것이다.
110 : 제1밀폐하우징
111 : 밀폐공간
112 : 내벽부
113 : 외벽부
120 : 흡입관
130 : 제1개폐밸브
140 : 배출관
150 : 제2개폐밸브
160 : 제1순환팬
170 : 제2밀폐하우징
171 : 순환공간
200 : 가열수단
210 : 열선부
220 : 전원부
300 : 냉각수단
310 : 냉각부
320 : 방열부
400 : 냉매순환장치
510 : 측정관
520 : 제3개폐밸브
530 : 제2순환팬
610 : 온도센서
620 : 가스센서
700 : 압력조절장치
710 : 압력조절관
711 : 압력조절공
712 : 볼삽입홈
720 : 조절피스톤
721 : 제1접촉부재
722 : 제2접촉부재
723 : 댐퍼수용홈
730 : 제1댐퍼부재
740 : 가이드볼
800 : 방지판스프링
810 : 제1연결부
820 : 제2연결부
830 : 탄성부
900 : 제2댐퍼수단
910 : 댐퍼수용부
920 : 제2댐퍼부재
930 : 제1댐퍼걸림부
940 : 댐퍼고정부
950 : 제2댐퍼걸림부

Claims (3)

  1. 내부에 밀폐공간(111)이 형성되는 제1밀폐하우징(110);
    외부 공기가 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부로 유입되는 흡입관(120);
    상기 흡입관(120)을 개폐하는 제1개폐밸브(130);
    상기 제1밀폐하우징(110)의 내부의 공기가 외부로 배출되는 배출관(140);
    상기 배출관(140)을 개폐하는 제2개폐밸브(150);
    상기 흡입관(120)과 상기 배출관(140)이 개방되었을 때 작동하여 상기 제1밀폐하우징(110) 내부의 공기를 외부로 배출하고, 외부공기를 상기 제1밀폐하우징(110)으로 유입시키는 제1순환팬(160);
    상기 제1밀폐하우징(110)의 외측을 감싸게 형성되며, 내측면이 상기 제1밀폐하우징(110)의 외측면과 이격되어 내부에 냉매가 수용되는 순환공간(171)을 형성하는 제2밀폐하우징(170);
    상기 제1밀폐하우징(110) 내부의 공기를 가열하는 가열수단(200);
    상기 제1밀폐하우징(110) 내부의 공기를 냉각시키는 냉각수단(300);
    상기 제2밀폐하우징(170)과 연결되어 상기 제2밀폐하우징(170)의 내부에 수용된 냉매를 순환시키면서 열교환하여 냉각시키는 냉매순환장치(400);
    상기 제1밀폐하우징(110)의 측부에 배치되며, 양단이 각각 상기 제1밀폐하우징(110)과 연결되는 측정관(510);
    상기 측정관(510)의 양단을 개폐하는 제3개폐밸브(520);
    상기 제1밀폐하우징(110)의 공기를 상기 측정관(510)으로 이동시키는 제2순환팬(530);
    상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 온도를 측정하는 온도센서(610);
    상기 측정관(510)에 장착되며, 상기 측정관(510)의 내부에 수용된 공기의 가스 농도를 측정하는 가스센서(620);
    상기 가열수단(200) 또는 상기 냉각수단(300)의 작동에 따라 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 공기가 수축 또는 팽창할 때 작동하여 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 압력이 일정하게 유지되도록 조절하는 압력조절장치(700);
    상기 제1밀폐하우징(110)의 내부 온도가 미리 설정된 설정값이 되면 상기 제3개폐밸브(520)를 개방하고, 상기 제2순환팬(530)을 작동시켜 상기 측정관(510)으로 공기를 이동시키고, 상기 가스센서(620)로 공기중의 가스 농도를 측정하도록 제어하는 제어장치; 를 포함하되,
    상기 제1밀폐하우징(110)은,
    알루미늄 재질로 이루어지며, 내부에 밀폐공간(111)이 형성된 육면체 형상의 내벽부(112);
    스텐리스 재질로 이루어지며, 상기 내벽부(112)의 외측을 감싸는 외벽부(113);를 포함하고,
    상기 가열수단(200)은,
    상기 제1밀폐하우징(110)의 내부에 배치되는 열선부(210);
    상기 열선부(210)와 연결되며, 전원공급장치와 연결되어 상기 열선부(210)에 전원을 공급하는 전원부(220); 를 포함하며,
    상기 냉각수단(300)은,
    일면이 상기 제1밀폐하우징(110)의 내부에 배치되도록 장착되며 전기를 가하면 냉각되는 냉각부(310);
    상기 냉각부(310)의 타면에 장착되며 상기 제1밀폐하우징(110)의 외부에 배치되어 상기 냉각부(310)의 냉각시 발생되는 열을 외부로 발산하는 방열부(320); 를 포함하고,
    상기 압력조절장치(700)는,
    일단이 상기 제1밀폐하우징(110)과 연결되며, 내부에 압력조절공(711)이 관통 형성된 압력조절관(710);
    상기 압력조절공(711)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 조절피스톤(720); 을 포함하되,
    상기 조절피스톤(720)의 일단 외주면에는 고무 재질로 이루어지며 상기 압력조절관(710)의 내주면과 접하는 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722)가 길이 방향으로 이격 배치되게 형성되고, 상기 제1접촉부재(721)와 제2접촉부재(722) 사이에 형성된 오목하게 개방된 댐퍼수용홈(723)이 형성되며, 상기 댐퍼수용홈(723)에는 겔형태의 제1댐퍼부재(730)가 도포되고,
    상기 압력조절관(710)의 내주면에는 상기 조절피스톤(720)의 타단과 접하여 상기 압력조절관(710)의 슬라이드 이동시 회전하는 가이드볼(740)이 구비되는 것을 특징으로 하는 기계식 온도 보정 가스 디텍터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1밀폐하우징(110)의 하단과 상단에 각각 장착되는 방지판스프링(800); 을 더 포함하되,
    상기 제2밀폐하우징(170)에 고정 장착되는 제1연결부(810);
    상기 제1밀폐하우징(110)에 고정 장착되는 제2연결부(820);
    상기 제1연결부(810)와 상기 제2연결부(820) 사이에 지그제그 형상으로 형성된 탄성부(830); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 온도 보정 가스 디텍터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1밀폐하우징(110)의 외측면과 상기 제2밀폐하우징(170)의 내측면에 각각 구비되는 제2댐퍼수단(900); 을 더 포함하되,
    상기 제2댐퍼수단(900)은,
    틀 형상으로 형성되며 내부에 제2댐퍼부재(920)가 수용되는 댐퍼수용부(910);
    상기 댐퍼수용부(910)의 끝단에서 상기 댐퍼수용부(910)의 내측 방향으로 돌출 형성된 제1댐퍼걸림부(930);
    상기 댐퍼수용부(910)의 가운데에 돌출 형성되며, 끝단에 외측 방향으로 제2댐퍼걸림부(950)가 돌출 형성된 댐퍼고정부(940); 를 포함하는 기계식 온도 보정 가스 디텍터.



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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102449811B1 (ko) * 2021-08-26 2022-09-29 김범석 대기환경 분석 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002236083A (ja) * 2001-02-07 2002-08-23 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 混合気体の測定方法および測定装置
KR20090056731A (ko) * 2007-11-30 2009-06-03 주식회사 시오스 온도 보상 및 제어가 가능한 이산화탄소 측정장치
KR100959823B1 (ko) 2008-08-26 2010-05-28 주식회사 모비텍 캐비티형 패치 안테나 장치 및 그에 따른 제조방법
JP2012032223A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Ulvac-Riko Inc 昇温脱離ガス分析装置およびその方法
KR20160124801A (ko) * 2014-02-18 2016-10-28 에이브이엘 에미션 테스트 시스템즈 게엠베하 적외선 흡수 분광법에 의해 샘플 가스 유동에서 적어도 하나의 가스의 농도를 측정하기 위한 장치 및 방법
KR20180135140A (ko) * 2017-06-09 2018-12-20 건국대학교 산학협력단 배출가스 분석장치 및 이의 배출가스 분석방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002236083A (ja) * 2001-02-07 2002-08-23 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 混合気体の測定方法および測定装置
KR20090056731A (ko) * 2007-11-30 2009-06-03 주식회사 시오스 온도 보상 및 제어가 가능한 이산화탄소 측정장치
KR100959823B1 (ko) 2008-08-26 2010-05-28 주식회사 모비텍 캐비티형 패치 안테나 장치 및 그에 따른 제조방법
JP2012032223A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Ulvac-Riko Inc 昇温脱離ガス分析装置およびその方法
KR20160124801A (ko) * 2014-02-18 2016-10-28 에이브이엘 에미션 테스트 시스템즈 게엠베하 적외선 흡수 분광법에 의해 샘플 가스 유동에서 적어도 하나의 가스의 농도를 측정하기 위한 장치 및 방법
KR20180135140A (ko) * 2017-06-09 2018-12-20 건국대학교 산학협력단 배출가스 분석장치 및 이의 배출가스 분석방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102449811B1 (ko) * 2021-08-26 2022-09-29 김범석 대기환경 분석 시스템

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