KR102198807B1 - 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플랫 형태를 갖는 피복의 길이방향 내측으로 전도성 와이어로 된 복수의 전극이 등간격을 유지하면서 나란히 내장되도록 구성되고, 상기 전극의 사이에는 길이방향으로 길게 홈부를 형성하여 누설되는 화학용액을 수용함으로써 비접촉식 정전용량형의 감지성능을 높임과 아울러 전극이 화학용액에 의해 손상되는 것을 방지하도록 한 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

플랫타입의 정전용량형 누액감지센서{Flat type capacitive leakage detection sensor}
본 발명은 누액감지센서에 관한 것으로, 특히 플랫 형태를 갖는 기재의 길이방향 내측으로 전도성 와이어로 된 복수의 전극이 등간격을 유지하면서 내장되도록 구성되어 누설되는 화학용액을 비접촉식 정전용량형으로 감지함과 아울러 전극이 화학용액에 의해 손상되는 것을 방지하도록 한 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서에 관한 것이다.
본 출원인이 등록한 등록특허 제10-1571398호(누설감지장치)의 누설감지센서는 각종 누설되는 화학용액을 정전용량방식으로 물, 산 및 알칼리 등의 전도성 및 비전도성 화학용액, 오일 및 유기용제를 감지하는 구조를 가지게 되며, 그 구조는 "내식성 및 내화학성이 우수한 재질로 된 베이스 필름; 전도성을 갖는 재질에 의해 상기 베이스 필름의 상부면에서 서로 간격을 두고 한 쌍으로 나란히 형성되어 그 면적과 간격에 의해 정전용량을 형성하는 도전라인;으로 구성"되어 있다.
따라서, 이웃하는 도전라인 사이에 누설된 액체가 유입되면, 그 정전용량값의 변화에 의해 물, 전도성 및 비전도성 화학용액, 그리고 오일 및 유기용제를 판별할 수 있게 된다.
그런데, 이러한 종래기술에 따르면 베이스 필름상에 형성된 한 쌍의 도전라인이 평면상에 위치하게 되므로, 한 쌍의 도전라인 즉 전극들의 면적과 간격에 큰 영향을 받게 된다.
즉, 정전용량값은 한 쌍의 도전라인의 면적과 비례하고, 간격과는 반비례하므로, 도전라인의 폭을 넓게 하면서 간격을 최소화되어야 누설된 액체에 의한 정전용량값의 변화가 분명하게 나타나 MCU에서 누액 상태와 그 누설된 액체의 종류를 판별할 수 있게 되지만, 종래 기술을 평면상에서 나란히 한 쌍의 도전라인 형성되어 있으므로, 도전라인 사이에서 누액에 의한 정전용량값의 형성이 그리 수월하지 않게 된다.
이러한 종래기술에 의해 유의미한 정전용량값의 형성을 위해서는 도전라인의 폭을 넓게 하여야 하지만, 이로 인해 센서의 폭이 그만큼 커지게 되므로 도전라인의 폭을 넓힐 수 있는 데는 그 한계가 있다.
또한, 도전라인의 폭을 좁히는 경우에는 상기에서 언급한 바와 같이 정전용량값의 형성이 어렵게 된다.
<선행기술문헌>
1. 등록특허 제10-1571398호
(누설감지장치)
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 플랫 형태를 갖는 피복의 길이방향 내측으로 전도성 와이어로 된 복수의 전극이 등간격을 유지하면서 나란히 내장되도록 구성되고, 상기 전극의 사이에는 길이방향으로 길게 홈부를 형성하여 누설되는 화학용액을 수용함으로써 비접촉식 정전용량형의 감지성능을 높임과 아울러 전극이 화학용액에 의해 손상되는 것을 방지하도록 한 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서는,
플랫 형태를 갖는 피복의 길이방향 내측으로 각각 전도성 와이어로 제1감지전극 및 제2감지전극이 등간격을 유지하면서 나란히 내장되도록 구성되고, 상기 피복의 상부면 또는 하부면에는 상기 제1감지전극 및 제2감지전극의 사이에서 길게 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1감지전극 또는 제2감지전극은 복수의 전극이 등간격을 유지하도록 형성된다.
그리고, 상기 홈부의 바닥부위는 상기 감지전극의 상단위치보다 낮은 위치에 형성된다.
아울러, 상기 제1감지전극은 그 표면에 양으로 하전된 한원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되고,
상기 제2감지전극은 그 표면에 음으로 하전된 한원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되며,
상기 양으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 NH3 +관능기에 의해 나타나고, 음으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 COO-관능기에 의해 나타나는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 각 전극용 조성물은
하전되고 환원된 산화그래핀은 5 내지 20wt%, 유계불소수지인 바인더는 30 내지 60wt%, 용매는 30 내지 50wt%, 경화제는 20 내지 60wt% 및 분산제는 5 내지 20wt%로 포함되어 구성된다.
본 발명에 따른 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서는, 복수의 와이어로 된 전극이 나란히 위치한 상태로 피복에 감싸지면서 플랫하게 형성되며, 또한 전극 사이에는 홈부가 형성되므로 이웃하는 전극이 서로 마주보고 대향된 상태로 위치하게 되어 바닥을 통해 유입되거나 또는 상부면으로 낙하하는 화학용액을 홈부로 유입시켜 정전용량방식에 의해 비접촉식으로 감지할 수 있어서 감지성능이 매우 뛰어나며, 아울러 화학용액에 의한 전극의 손상이 방지되는 장점이 있다.
또한, 압출성형에 의해 정전용량형 누액감지센서를 제조함으로써 제조가 매우 쉽고, 이로 인하여 제조비용이 크게 절감되는 효과를 가져온다.
아울러, 본 발명에 따른 정전용량형 누액감지센서는 표면개질되어 하전되고 환원된 산화그래핀을 이용하여 전극을 코팅함으로써 정전용량값의 변화량이 커서 반응성이 우수한 장점을 갖는다.
도1은 본 발명에 의한 정전용량형 누액감지센서의 구조를 보인 도.
도2는 도1의 단면도.
도3은 감지선의 표면에 코팅되는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도.
도4는 본 발명의 다른 실시예를 보인 도.
도5는 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도.
도6는 일반적인 센서의 초기전하분포를 도시한 도.
도7은 본 발명에 적용된 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 감지선의 초기전하분포를 도시한 도.
도8은 일반적인 센서의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 감지선의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.
따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도1은 본 발명에 의한 정전용량형 누액감지센서의 구조를 보인 도이고, 도2는 도1의 단면도이다.
도1에서와 같이 단면이 원형으로 된 전도성 와이어로 된 복수의 전극(201~212)이 간격을 두고 나란히 배치되고, 그 복수의 전극(201~212)의 외측으로는 피복(100)이 씌워지게 된다.
이러한 피복(100)은 복수의 전극(201~212)을 외부로 노출시키지 않도록 하면서도 서로 등간격을 유지하도록 고정시키게 되며, 복수의 전극(201~212)이 나란히 놓인 상태에서 압출성형에 의해 복수의 전극(201~212)의 외측으로 피복(100)이 형성되도록 한다.
상기 전극은 2가닥의 전극(206,207)만이 나란히 위치하여 제1감지전극과 제2감지전극을 형성하고, 제1감지전극에는 '+'전원이 인가되고, 다른 하나의 제2감지전극에는 '-'전원이 인가되며, 이러한 전원의 형태는 정전용량형으로 누액을 감지하기 위하여 주파수 형태일 수 있다.
다른 형태로서, 전극이 6가닥으로 구성되어 그 단부 즉 피복(100)의 외측에서 좌측 및 우측의 각각 3가닥씩의 전극이 하나로 묶여서 제1감지전극과 제2감지전극을 형성할 수 있다
또 다른 형태로서, 12가닥의 전극(201~212)이 각각 2가닥씩 묶여서 감지전극, 쉴드, 신호라인을 형성할 수 있는데, 제1전극(201)과 제2전극(202)이 묶여서 제1신호라인을 형성하고, 제3전극(203)과 제4전극(204)이 묶여서 제1쉴드를 형성하며, 제5전극(205)과 제6전극(206)이 묶여서 제1감지전극을 형성하게 된다.
또한, 나란히 위치하는 제7전극(207)과 제8전극(208)이 묶여서 제2감지전극을 형성하고, 제9전극(209)과 제10전극(210)이 묶여서 제2쉴드를 형성하며, 제11전극(211)과 제12전극(212)이 묶여서 제2신호라인을 형성하게 된다.
이러한 전극의 수는 필요에 따라 결정될 수 있으며, 감지성능을 높이기 위하여 감지전극을 구성하는 전극의 수를 증가시킬 수 있으며, 또한 잡음의 차폐를 위하여 쉴드를 구성하는 전극의 수를 증가시킬 수 있을 것이다.
물론, 상기 제1감지전극과 제2감지전극의 단부에 각각 연결되어 각 감지전극에 주파수를 인가하기 위한 제1신호라인과 제2신호라인의 전극의 수도 증가시킬 수 있을 것이다.
또 다른 형태로서, 복수의 전극(201~206)이 하나의 전극으로 묶여서 제1감지전극을 형성하고, 전극(207~212)이 하나의 전극으로 묶여서 제2감지전극으로 형성할 수 있을 것이다.
이러한 복수의 전극(201~212)들이 묶여서 제1감지전극과 제2감지전극을 형성하는 경우에는 정전용량의 감지성능을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 아래 수학식1에서와 같이 정전용량값은 감지전극의 표면적에 비례하고, 간격에 반비례하므로, 복수의 전극(201~206)(2017~212)을 묶어서 각각의 감지전극을 형성하는 경우에 피복(100)이 플랫한 상태에서 감지전극의 표면적이 최대화되는 것이다.
Figure 112020028880631-pat00001
여기서, C는 정전용량값이고,
ε은 유전율이며,
A는 감지라인의 표면적,
d는 감지라인의 간격이다.
상기 복수의 전극(201~212)은 구리, 스테인레스 스틸(SUS), 다양한 도전성 금속재질로 된 와이어 형태로서, 상기 스테인레스 스틸은 SUS 304, 316, 316L이 사용될 수 있을 것이다.
또한, 상기 피복(100)은 일반 합성수지, PE, PET, PVC, PFA, PTFE 등의 일반합성수지재를 사용하여 압출성형할 수 있지만, 산, 알칼리 등의 화학용액에 의해 손상이 발생하지 않도록 하여 반복적인 재사용이 가능할 수 있도록 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 즉 테프론 소재로 형성될 수 있다.
상기 피복(100)의 상부면 또는 하부면, 상부면과 하부면에는 길이방향으로 홈부(110)가 형성되는데, 이러한 홈부(110)는 피복(100)의 압출성형시에 동시에 형성된다.
상기 홈부(110)는 전극(201~212) 사이의 간격에 해당하는 위치에서 피복(100)의 길이방향 즉, 전극(201~212)과 나란히 형성되는데, 이러한 홈부(110)에 의해 전극이 서로 마주보는 상태를 구현할 수 있게 된다.
즉, 종래와 같이 도전라인이 평면상에서 이웃하도록 형성되는 것이 아니라, 홈부(110)에 의해서 홈부(110)의 바닥부위보다 높이 위치하는 전극(201~212)이 서로 마주보고 대향되는 상태를 가지는 것이다.
도2는 도1의 A-A'의 단면도를 보인 도로서, 각 전극(201~212)을 감싸는 피복(100)은 단면이 원형인 와이어 형태의 전극(201~212)의 외측면을 감싸게 되는데, 전극(201~212)의 외측면과 피복(100)의 외측면 사이의 간격 즉 피복의 두께는 균일하게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 이웃하는 전극과의 사이에는 전극(201~212)과 나란히 홈부(110)가 형성되는데, 이러한 홈부(110)는 피복(100)의 상측면 또는 하측면, 또는 상측면과 하측면 모두에 형성될 수 있으며, 그 홈부(110)의 바닥부위는 상기 전극(201~202)의 상측부위보다 낮은 곳에 위치함으로써 전극들(201~212)이 서로 마주보고 대향하는 형태를 가지게 된다.
따라서, 본 발명의 누액감지센서가 바닥에 설치되어, 누설된 화학용액(L)이 바닥으로부터 유입되어 피복(100)의 하부면에서 홈부(110)에 위치하거나, 또는 상부면으로 낙하 등에 의해 유입되어 홈부(110)에 위치하게 되면, 하나의 전극 또는 복수의 전극이 묶여서 형성되는 제1감지전극과 제2감지전극의 사이에서 정전용량값의 변화가 발생하게 된다.
이러한 정전용량값의 변화를 컨트롤러에서 입력받아 누설된 상태는 물론, 누설된 화학용액의 종류까지 판별이 가능하게 된다.
상기 홈부(110)에 의해서 누설된 화학용액이 안정적으로 피복(100)의 상측 또는 하측에 머무르고, 홈부(110)의 길이방향을 확산되므로, 정전용량값의 변화를 안정적으로 감지할 수 있게 된다.
도3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 도로서, 8개의 전극(201~208)을 갖는 구조로서, 4개의 전극(201~204)이 제1감지전극을 형성하고, 또 다른 4개의 전극(205~208)이 제2감지전극을 형성할 수 있게 된다.
상기 제1감지전극(201~204)은 차례로 전원선, 통신선, 쉴드선, 감지전극으로 사용되고, 상기 제2감지전극(205~208)은 차례로 감지전극, 쉴드선, 통신선, 전원선으로 사용될 수 있으며, 그 순서는 얼마든지 바뀔 수 있을 것이다.
한편, 제1감지전극과 제2감지전극의 표면이 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되어 내화학성, 내약품성, 내화학성과 내약품성을 가지면서 전극으로 사용되는데, 제1감지전극은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되어 전극이 형성되고, 제2감지전극은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 전극이 형성된다.
물론, 제1감지전극이 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되어 전극이 형성되고, 제2감지전극은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 전극이 형성될 수 있으며, 제1감지전극과 제2감지전극이 서로 대향된 극성을 가지도록 하는 것이다.
본 발명에서는 전극용 조성물로서, 그래핀을 사용하게 되는데, 그래핀(graphene)은 탄소원자로 이루어진 2차원 탄소시트로 기존의 나노소재와 비교하여 넓은 비표면적과 뛰어난 열전도도 및 빠른 전자이동 특성을 나타낸다.
그래핀은 그라파이트를 물리적으로 한층씩 분리하여 얻을 수 있는데 이러한 방식은 대량생산이 부적합하고, 대면적 그래핀 제조가 불가능하다. 또다른 방법으로는 그라파이트의 화학적 박리방법, 즉 산화과정을 통한 제조공정이 있는데, 이 방법은 제조비용이 저렴하면서 대량생산이 가능하고, 생성된 그래핀의 기능화가 가능하여 다양한 응용이 가능한 산화그래핀을 얻을 수 있다.
산화그래핀의 경우, 물리적 방법에 의한 그래핀의 경우보다 적은 층수를 가질 수 있다.
산화과정을 통해 얻은 산화그래핀의 표면에는 에폭시기(epoxy), 히드록시기(hydroxyl), 카르보닐기(carbonyl), 또는 카르복시기(carboxy) 등의 여러가지 관능기들이 존재한다.
이러한 산화그래핀을 전극의 구성요소로 사용하기 위하여 본 발명에서는 산화그래핀을 환원시켜 환원된 산화그래핀(Reduced Graphene Oxide, rGO)으로 사용한다.
특히, 본 발명에서는 환원된 산화그래핀 제조시 극성을 부여하여 극성을 띠는 환원된 산화그래핀를 사용하여, 특히 정전용량형 센서로 사용할 때 센서의 감도를 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 누액감지센서는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 제1감지전극 또는 제2감지전극에 코팅하는 단계; 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 제2감지전극 또는 제1감지전극에 코팅하는 단계; 및 경화시키는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.
도4는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도면이고, 도5는 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도로서, 본 발명에 따른 전극용 조성물은 하전되고 환원된 산화그래핀을 전극에 사용한다.
산화그래핀을 환원시켜 얻을 수 있는 환원그래핀은 절연성의 산화그래핀과 달리 전도성을 나타내기 때문에 전극으로 이용가능하다.
본 발명에서는 특히, 환원된 산화그래핀 중, 양으로 하전된 환원된 산화그래핀 또는 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 이용한다.
양으로 하전된 환원된 산화그래핀은 예를 들면, 표면전하가 NH3 + 관능기에 의해 나타나는 것일 수 있고(도4), 음으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 COO- 관능기에 의해 나타나는 것일 수 있다(도5).
NH3 + 관능기 또는 COO- 관능기를 갖는 환원된 산화그래핀은 산화그래핀 환원시에 NH3 + 관능기 또는 COO- 관능기를 잔존시키면서 산화그래핀을 환원시켜 얻을 수 있다.
환원된 산화그래핀을 하전시키는 경우, 센서의 감도와 관련있는 커패시턴스의 변화량 값에 영향이 있다.
도6은 일반적인 센서의 초기전하분포를 도시한 도이고, 도7은 본 발명에 적용된 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 감지선의 초기전하분포를 도시한 도이며, 도8은 일반적인 센서의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도이다.
그리고, 도9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 감지선의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도면이다.
도6을 참조하면, 종래 전극이 극성을 갖는 물질을 포함하지 않는 경우, +전극 및 -전극에 전하가 분포되어 초기 전하량값을 얻을 수 있다.
도7에는 전극에 하전되고 환원된 산화그래핀이 코팅되는 경우, 즉 +전극으로 사용된 어느 하나의 전극(제1감지전극 또는 제2감지전극)에는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀이 코팅되고, -전극으로 사용된 또다른 전극(제2감지전극 또는 제1감지전극)에는 음으로 하전된 환원된 산화그래핀이 코팅되는 경우에 전압이 인가된 모습이 도시되어 있다.
+전극에 양으로 하전된 환원된 산화그래핀이 코팅되면, 전압인가에 따라 유도된 -전하들이 양으로 하전된 환원된 산화그래핀에 의해 상쇄되므로 초기 전하량값이 낮아지게 된다.
도8 및 도9를 참조하면 종래 센서의 전극이 극성을 포함하지 않는 경우와 전극에 하전되고 환원된 산화그래핀이 코팅된 경우 모두 유해물질에 노출되면 유해물질에 전하량값이 의존하게 되어 동일 유해물질에 의한 전하량값이 동일하여 현재 전하량값은 양자 유사하게 된다.
정전용량은 전하량에 의존하기 때문에, 정전용량의 변화량은 현재 전하량과 초기 전하량의 차이에 의존하므로, 초기 전하량값이 작아지게 되면 현재 전하량값이 같다고 할때 정전용량값의 변화폭이 넓어지고, 그에 따라 센서의 분해능 및 민감도가 향상된다.
즉, 본 발명에서와 같이 전극 조성물에 하전되고 환원된 산화그래핀을 첨가하면 전하량에 영향을 미치게 되어 본 발명의 정전용량 타입으로 작용하는 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 적용된 정전용량형 유해물질 전극용 조성물은 하전되고 환원된 산화그래핀, 바인더, 용매 및 경화제를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 정전용량형 유해물질 전극용 조성물은 하전되고 환원된 산화그래핀의 분산성을 높이기 위한 분산제 및 휘발지연제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 정전용량형 유해물질 전극용 조성물에 사용될 수 있는 바인더로는 에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐부티랄(polyvinylbutyral), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methylmetacrylate)), 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리에스터(polyester) 등이 사용될 수 있으나 고내산성을 위해 유계불소수지가 가장 바람직하다.
본 발명의 정전용량형 유해물질 전극용 조성물에 사용될 수 있는 용매는 2-에폭시에탄올(2-ethoxyethanol), 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene) 또는 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone)등이 사용될 수 있다.
본 발명에 적용된 정전용량형 유해물질 전극용 조성물에 사용될 수 있는 분산제로는 Solspers 20000, Solspers 38500 및 BYK 170 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 정전용량형 유해물질 전극용 조성물에 사용될 수 있는 휘발지연제는 부틸카비톨 초산염 (Butyl Carbitol Acetate), 디프로필렌 글리콜디메틸 에테르(dipropylene glycol dimethyl ether) 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 정전용량형 유해물질 전극용 조성물에 사용될 수 있는 경화제로는 벤졸페록시드(BENZOYL PEROXIDE), 아조비스이소부티로니트릴(AZOBISISOBUTYRONITRILE), 2-시아노-2-프로필아조포마마이드(2-CYANO-2-PROPYLAZOFORMAMIDE), 2, 2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(2, 2-AZOBIS(2, 4-DIMETHYLVALERONITRILE), 2,2-아조비스[2-(2-이미다조린-2-일)프로판](2, 2-AZOBIS[2-(2-IMIDAZOLIN-2-YL)PROPANE]), 2,2-아조비스(2-메틸부티로니트릴)(2, 2-AZOBIS(2-METHYLBUTYRONITRILE) 중의 어느 하나로 사용될 수 있으며, 2, 2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(2, 2-AZOBIS(2, 4-DIMETHYLVALERONITRILE)가 가장 바람직하다.
본 발명에서 적용된 정전용량형 유해물질 전극용 조성물은 하전되고 환원된 산화그래핀, 바인더, 용매, 분산제, 휘발지연제를 혼합시키는 단계; 혼합물을 호모믹서로 교반하여 1차 분산시키고, 1차 분산된 혼합물을 고압분산기로 2차 분산시키는 분산단계; 분산된 혼합물에 경화제를 투입하는 단계;를 수행하여 제조될 수 있다.
경화온도는 100℃에서 예비경화 후 180℃에서 경화완료시키는 것이 바람직하다.
1차 분산시키는 단계는, 정전용량 반응폭을 극대화하는 하전되고 환원된 산화그래핀 및 유계불소수지를 용매 하에 혼합하는 단계로 5,000~7,000rpm으로 1시간내지 2시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
1차 혼합물을 고압분산기를 사용하여 2차 분산시키는 단계는 고압상태로 혼합물을 파쇄 및 분산시킴으로써 정전용량형 유해물질센서 전극용 조성물의 코팅성 및 분산성을 높인다.
2차 분산은 바람직하게는 300 내지 350 bar의 압력하에서 5회 내지 10회 수행될 수 있다.
분산된 혼합물에 경화제를 첨가하여 호모믹서를 이용하여 3,000~5,000 rpm으로 10분내지 30분 동안 교반이 수행된다.
정전용량형 유해물질 전극용 조성물 전체 중량을 기준으로, 하전되고 환원된 산화그래핀은 5 내지 20wt%, 바인더는 30 내지 60wt%, 용매는 30 내지 50wt%, 경화제는 20 내지 60wt% 및 분산제는 5 내지 20wt%로 포함될 수 있다.
상기에 설명한 본 발명의 누액감지센서는 길이가 긴 형태를 예를 들어 설명하였지만, 면적형의 패드 형태로 형성되어 누액이 예상되는 특정지역에 포인트 형태로 설치되는 구조를 가질 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100 : 피복 110 : 홈부
201~212 : 전극
L : 누액

Claims (6)

  1. 플랫 형태를 갖는 피복의 길이방향 내측으로 각각 전도성 와이어로 제1감지전극 및 제2감지전극이 등간격을 유지하면서 나란히 내장되도록 구성되고, 상기 피복의 상부면 또는 하부면에는 상기 제1감지전극 및 제2감지전극의 사이에서 길게 홈부가 형성되며.
    상기 제1감지전극은 그 표면에 양으로 하전된 한원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되고,
    상기 제2감지전극은 그 표면에 음으로 하전된 한원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되며,
    상기 양으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 NH3 +관능기에 의해 나타나고, 음으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 COO-관능기에 의해 나타나는 것을 특징으로 하는 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1감지전극 또는 제2감지전극은 복수의 전극이 등간격을 유지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 홈부의 바닥부위는 상기 감지전극의 상단위치보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피복은 내산성 또는 내화학성을 갖는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 플랫타입의 정전용량형 누액감지센서.
  5. 삭제
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114252728A (zh) * 2021-11-30 2022-03-29 国网山西省电力公司吕梁供电公司 一种变电站的输电线路漏电故障用远程警报装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277341A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd 漏液検知線

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