KR102198823B1 - Capacitive leakage detection sensor - Google Patents

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KR102198823B1
KR102198823B1 KR1020200027339A KR20200027339A KR102198823B1 KR 102198823 B1 KR102198823 B1 KR 102198823B1 KR 1020200027339 A KR1020200027339 A KR 1020200027339A KR 20200027339 A KR20200027339 A KR 20200027339A KR 102198823 B1 KR102198823 B1 KR 102198823B1
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electrodes
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Abstract

The present invention relates to a leakage detection sensor which is able to detect leaked liquid by a non-contact method by having flat films with electrodes stacked at regular distances. To this end, according to the present invention, the leakage detection sensor comprises: a lower base member made of flexible materials to have a long lower electrode in a longitudinal direction on an upper surface or a lower surface; an upper base member made of flexible materials to have a long upper electrode in a longitudinal direction on an upper surface or a lower surface and to be stacked on an upper side of the lower base member; a distance-keeping member stacked between the lower base member and the upper base member to keep the distance between the lower base member and the upper base member; a lower protective cover made of chemical-resistant, flexible materials to be stacked on a lower side of the lower base member; and an upper protective cover made of chemical-resistant, flexible materials to be stacked on an upper side of the upper base member.

Description

정전용량형 누액감지센서{Capacitive leakage detection sensor}Capacitive leakage detection sensor

본 발명은 누액감지센서에 관한 것으로, 특히 전극이 형성된 평평한 필름을 간격을 유지한 상태로 적층하여 누설되는 액체를 비접촉식으로 감지하기 위한 정전용량형 누액감지센서에 관한 것이다.The present invention relates to a leak detection sensor, and in particular, to a capacitive leak detection sensor for non-contact detection of a leaked liquid by stacking a flat film with electrodes formed thereon while maintaining an interval.

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.The leak detection sensor of Registration Patent No. 10-1571398 (leak detection device) registered by the present applicant uses a capacitive method of various leaking chemical solutions and uses conductive and non-conductive chemical solutions such as water, acids and alkalis, oils and organic solvents. It has a structure that senses, and the structure is "a base film made of a material having excellent corrosion resistance and chemical resistance; a conductive material is formed side by side in a pair at an interval from each other on the upper surface of the base film, And a conductive line forming a capacitance by means of "consisting of".

따라서, 이웃하는 도전라인 사이에 누설된 액체가 유입되면, 그 정전용량값의 변화에 의해 물, 전도성 및 비전도성 화학용액, 그리고 오일 및 유기용제를 판별할 수 있게 된다.Accordingly, when a leaked liquid flows between adjacent conductive lines, water, conductive and non-conductive chemical solutions, and oil and organic solvents can be discriminated by a change in the capacitance value.

그런데, 이러한 종래기술에 따르면 베이스 필름상에 형성된 한 쌍의 도전라인이 평면상에 위치하게 되므로, 한 쌍의 도전라인 즉 전극들의 면적과 간격에 큰 영향을 받게 된다.However, according to the prior art, since a pair of conductive lines formed on the base film is positioned on a plane, the area and spacing of the pair of conductive lines, that is, electrodes, are greatly affected.

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.In other words, since the capacitance value is proportional to the area of the pair of conductive lines and inversely proportional to the spacing, the change in capacitance value due to the leaked liquid is evident when the width of the conductive line is widened and the spacing is minimized. Although it is possible to discriminate the state of the leaked liquid and the type of the leaked liquid, since a pair of conductive lines are formed side by side on a plane in the prior art, it is not so easy to form a capacitance value by the leak between the conductive lines.

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.According to the prior art, in order to form a meaningful capacitance value, the width of the conductive line must be widened, but since the width of the sensor is increased by that amount, there is a limit to widening the width of the conductive line.

또한, 도전라인의 폭을 좁히는 경우에는 상기에서 언급한 바와 같이 정전용량값의 형성이 어렵게 된다.In addition, when the width of the conductive line is narrowed, it becomes difficult to form a capacitance value as mentioned above.

아울러, 도전라인가 화학용액이 직접 접촉되는 구조이므로, 화학용액에 의해 도전라인 손상되어 잦은 유지보수가 이루어져야 하며, 도전라인이 손상된 상태에서는 감지 오류가 발생되어 유해화학용액의 누설에 대한 즉각적인 대처가 어려운 문제점이 있었다.In addition, since the conductive line is in direct contact with the chemical solution, frequent maintenance is required due to damage to the conductive line by the chemical solution, and when the conductive line is damaged, a detection error occurs, making it difficult to immediately respond to leakage of hazardous chemical solutions. There was a problem.

<선행기술문헌><Prior technical literature>

1. 등록특허 제10-1571398호1. Registered Patent No. 10-1571398

(누설감지장치)(Leakage detection device)

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 도전라인 즉 전극이 형성된 필름을 서로 적층함으로써 전극이 서로 대향하도록 위치시키고, 그 적층된 필름 사이에 간격을 유지할 수 있는 간격유지부재를 삽입하여 그 간격유지부재에 의해 전극간의 간격을 일정하게 유지시킴과 아울러 전극과 화학용액이 직접 접촉하지 않도록 비접촉식으로 구성함으로써 전극의 손상을 방지함은 물론 센서의 크기도 최소화할 수 있도록 한 정전용량형 누액감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve such a conventional problem, the present invention is to position the electrodes to face each other by stacking conductive lines, that is, films on which electrodes are formed, and insert a gap maintaining member capable of maintaining a gap between the stacked films. A capacitive leak detection sensor that prevents damage to the electrode and minimizes the size of the sensor by maintaining a constant gap between electrodes by a holding member and non-contacting so that the electrode and the chemical solution do not come into direct contact. Its purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 의한 정전용량형 누액감지센서는,The capacitive leak detection sensor according to the first embodiment of the present invention for achieving the above object,

유연성을 가지는 재질로 되고, 상부면 또는 하부면에 길이방향으로 길게 하부전극이 형성된 하부 베이스부재;A lower base member made of a flexible material and having a lower electrode formed on an upper surface or a lower surface in a lengthwise direction;

유연성을 가지는 재질로 되고, 상부면 또는 하부면에 길이방향으로 길게 상부전극이 형성되며, 상기 하부 베이스부재의 상측으로 적층되는 상부 베이스부재;An upper base member made of a flexible material, having an upper electrode formed on an upper surface or a lower surface in a lengthwise direction, and stacked on the upper side of the lower base member;

상기 하부 베이스부재와 상부 베이스부재 사이에 적층되어 상기 하부 베이스부재와 상부 베이스부재를 서로 이격시키는 간격유지부재;A gap maintaining member stacked between the lower base member and the upper base member to separate the lower base member and the upper base member from each other;

내화학성과 유연성을 가지는 재질로 되고, 상기 하부 베이스부재의 하측에 적층되는 하부보호커버;A lower protective cover made of a material having chemical resistance and flexibility, and laminated on the lower side of the lower base member;

내화학성과 유연성을 가지는 재질로 되고, 상기 상부 베이스부재의 상측에 적층되는 하부보호커버;로 구성되고,Consists of; a lower protective cover made of a material having chemical resistance and flexibility, and laminated on the upper side of the upper base member,

상기 하부보호커버와 상부보호커버의 길이방향 양측 가장자리 부위가 접합된 것을 특징으로 한다.It characterized in that the lower protective cover and the upper protective cover are joined at both edges in the longitudinal direction.

본 발명에 따른 다층구조를 갖는 정전용량형 누액감지센서는 하부필름과 상부필름사이에 간격유지부재가 위치하여 하부전극과 상부전극의 상하방향으로 대향되는 간격을 유지시킴으로써 정전용량의 형성이 매우 수월하며, 아울러 비접촉방식에 의해 누액을 감지함으로써 누설되는 화학용액에 의한 전극의 손상이 발생하지 않아 감지 오류 등이 발생하지 않는 장점이 있다.In the capacitive leakage detection sensor having a multi-layer structure according to the present invention, a gap maintaining member is located between the lower film and the upper film, so that the formation of the capacitance is very easy by maintaining the distance facing the lower electrode and the upper electrode in the vertical direction. In addition, since the leakage is detected by a non-contact method, the electrode is not damaged by the leaked chemical solution, so that a detection error does not occur.

또한, 종래와 같이 평면상으로 도전라인이 이웃하지 않고, 상하방향으로 서로 간격을 두고 전극을 대향시킴으로써 대향된 전극에 의해 정확한 정전용량값이 생성되는 효과를 갖는다.In addition, as in the prior art, the conductive lines are not adjacent to each other in a plane, and the electrodes are opposed to each other at intervals in the vertical direction, thereby generating an accurate capacitance value by the opposed electrodes.

그리고, 본 발명의 구조에 의해 전극이 서로 마주보면서도 센서가 평평하게 형성되어 있으므로, 바닥이나 벽면에 설치되었을 때 돌출되지 않게 되며, 전극이 서로 대향되어 마주보는 형태이므로 전극의 면적이 종래와 같이 넓지 않아도 되어 센서가 그만큼 소형화되어 설치가 쉽고 제조비용이 절감되는 효과를 갖는다.In addition, since the sensor is formed flat even though the electrodes face each other by the structure of the present invention, it does not protrude when installed on the floor or wall, and since the electrodes face each other, the area of the electrode is not as wide as in the prior art. There is no need to reduce the size of the sensor, so installation is easy and manufacturing cost is reduced.

도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 정전용량형 누액감지센서의 구조를 보인 도.
도2는 도1의 결합 단면도.
도3은 도2에 보호커버층이 코팅된 상태의 단면도.
도4는 본 발명의 제2실시예를 보인 도.
도5는 도4의 결합 단면도.
도6은 도4에 보호커버층이 코팅된 상태의 단면도.
도7은 상부전극과 하부전극의 또다른 형태를 보인 도.
도8은 전극에 그래핀 잉크층이 도포된 상태를 보인 단면도.
도9는 감지선의 표면에 코팅되는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도.
도10은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도.
도11은 일반적인 센서의 초기전하분포를 도시한 도.
도12는 본 발명에 적용된 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극의 초기전하분포를 도시한 도.
도13은 일반적인 센서의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도.
도14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 감지선의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of a capacitive leak detection sensor according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the combination of Figure 1;
Figure 3 is a cross-sectional view of a state in which the protective cover layer is coated in Figure 2;
Fig. 4 shows a second embodiment of the present invention.
Figure 5 is a combined cross-sectional view of Figure 4;
Figure 6 is a cross-sectional view of the state in which the protective cover layer is coated in Figure 4;
7 is a view showing another shape of the upper electrode and the lower electrode.
8 is a cross-sectional view showing a state in which a graphene ink layer is applied to an electrode.
9 is a view showing the reduced graphene oxide that is positively charged and coated on the surface of the sensing line.
Figure 10 is a diagram showing negatively charged reduced graphene oxide.
11 is a diagram showing the initial charge distribution of a general sensor.
12 is a diagram showing an initial charge distribution of an electrode including charged and reduced graphene oxide applied to the present invention.
13 is a diagram showing a charge distribution when a general sensor contacts harmful substances.
14 is a diagram showing a charge distribution when a sensing line including charged and reduced graphene oxide contacts a harmful substance according to another embodiment of the present invention.

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. The above-described objects, features, and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description will be omitted.

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. The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. However, the embodiments of the present invention exemplified below may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 정전용량형 누액감지센서의 구조를 보인 도이고, 도2는 도1의 결합 단면도이며, 도3은 도2에 보호커버층이 코팅된 상태의 단면도이다,FIG. 1 is a diagram showing the structure of a capacitive leak detection sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a combined cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2 coated with a protective cover layer. to be,

본 발명은 하부보호커버(100), 하부 베이스부재(200), 간격유지부재(300), 상부 베이스부재(400), 상부보호커버(500)으로 구성된다.The present invention consists of a lower protective cover 100, a lower base member 200, a gap maintaining member 300, an upper base member 400, and an upper protective cover 500.

하부보호커버(100)는 내산성 및 내화학성이 뛰어나면서도 유연성을 갖는 PI, 테프론 등 재질로 된 필름으로서, 길이는 길고, 폭은 길이보다 좁은 띠 또는 테이프 형태를 갖는다.The lower protective cover 100 is a film made of a material such as PI, Teflon, etc., which has excellent acid resistance and chemical resistance and has flexibility, and has a long length and a width narrower than a length of a band or tape.

바람직하게는 테프론 재질로 형성되는 것이 좋다.Preferably, it is preferably formed of a Teflon material.

상기 하부 베이스부재(200)는 상기 하부보호커버(100)의 상측에 적층되는 것으로서, 유연성을 갖는 필름재질로 되고, 상부면에는 길이방향으로 길게 하나 이상의 하부전극(210,220)이 형성되는데, 이러한 하부전극(210,220)은 도전성 잉크에 의해 인쇄되거나 또는 도전성이 우수한 구리, 은, 금 등의 도전성 재질에 의해 도금 또는 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다.The lower base member 200 is laminated on the upper side of the lower protective cover 100 and is made of a film material having flexibility, and at least one lower electrode 210 and 220 is formed on the upper surface thereof in the longitudinal direction. The electrodes 210 and 220 may be printed by conductive ink or may be formed by plating or sputtering with a conductive material such as copper, silver, or gold having excellent conductivity.

본 발명에서는 금속 재질에 의해 하부전극(210,200)이 형성된 상태를 예를 들어 설명한다. In the present invention, a state in which the lower electrodes 210 and 200 are formed of a metal material will be described as an example.

상기의 하부전극(210,220)은 도전성을 가지면서도 화학용액 즉 강산, 약산, 강알칼리, 약알칼리 등의 화학용액에 부식되거나 용해되지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하지만, 내산성 및 내화학성을 가지지 않는 재질로 형성되어도 무방하다.The lower electrodes 210 and 220 are preferably made of a material that does not corrode or dissolve in chemical solutions such as strong acids, weak acids, strong alkalis, weak alkalis, while having conductivity, but is made of a material that does not have acid resistance and chemical resistance. It can be formed.

상기 하부 베이스부재(200)는 폭이 2~3cm의 크기를 가지며, 길이는 수cm에서 수십m의 길이를 가지게 되고, 그 폭은 3~6mm 정도를 가지는 것이 바람직하다.The lower base member 200 has a width of 2 to 3 cm, a length of several cm to several tens of m, and preferably has a width of about 3 to 6 mm.

여기서, 상기 하부전극(210,220)은 하부 베이스부재(200)의 하부면에 형성되어 무방하며, 정전용량의 감지하기 위한 감도에 따라 하부 베이스부재(200)의 상부면 또는 하부면에 선택적으로 형성할 수 있을 것이다.Here, the lower electrodes 210 and 220 may be formed on the lower surface of the lower base member 200, and may be selectively formed on the upper surface or the lower surface of the lower base member 200 according to the sensitivity for sensing capacitance. I will be able to.

상기 상부 베이스부재(400)는 하부 베이스부재(200)와 같은 재질로서, 동일한 폭과 길이를 가지며, 하부면 또는 상부면에는 길이방향으로 길게 상부전극(410,420)이 형성되는데, 이러한 상부전극(410,420)은 하부전극(210,220)과 동일하게 형성될 수 있을 것이다.The upper base member 400 is made of the same material as the lower base member 200, has the same width and length, and has upper electrodes 410 and 420 elongated in the longitudinal direction on the lower surface or the upper surface. These upper electrodes 410 and 420 ) May be formed in the same manner as the lower electrodes 210 and 220.

여기서 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)은 서로 간격을 유지하면서 나란히 형성되거나 또는 하나의 하부전극(210)과 상부전극(420)이 형성될 수 있을 것이다.Here, the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 may be formed side by side while maintaining a distance from each other, or one lower electrode 210 and the upper electrode 420 may be formed.

하부전극(210,220)과 상부전극(401,420)이 한 쌍으로 형성된 경우에는 하부전극(210)(220) 사이에도 정전용량이 발생하므로 감지 감도가 크게 뛰어난 장점을 가질 수 있다.In the case where the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 401 and 420 are formed as a pair, since capacitance is generated between the lower electrodes 210 and 220, the sensing sensitivity can be greatly excellent.

상기 상부보호커버(500)는 상기 상부 베이스부재(400)의 상측으로 적층되는 것으로서, 하부보호커버(100)와 동일한 재질과 형태를 가지게 되며, 이러한 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500)는 하부 베이스부재(200)와 상부 베이스부재(400) 보다 그 폭이 크게 형성됨이 바람직하다.The upper protective cover 500 is stacked on the upper side of the upper base member 400 and has the same material and shape as the lower protective cover 100, and the lower protective cover 100 and the upper protective cover 500 ) Is preferably formed to have a larger width than the lower base member 200 and the upper base member 400.

상기 간격유지부재(300)는 유연성을 갖는 매쉬 또는 유연성을 갖는 다공성 판재 형태의 필름으로 형성될 수 있는데, 이러한 간격유지부재(300)는 하부 베이스부재(200)와 상부 베이스부재(400) 사이에 적층됨으로써 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)이 서로 맞닿지 않도록 하면서도 서로 마주보는 대향된 상태에서 간격을 유지시키게 되며, 200~700㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.The gap maintaining member 300 may be formed of a flexible mesh or a flexible porous plate-shaped film. The gap maintaining member 300 is disposed between the lower base member 200 and the upper base member 400. By stacking, the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 do not come into contact with each other, while maintaining a gap in a state of facing each other, and preferably has a thickness of 200 to 700 μm.

상기 간격유지부재(200)의 폭도 하부 베이스부재(200)와 상부 베이스부재(400)의 폭과 동일하게 형성하여 적층된다.The width of the gap maintaining member 200 is also formed to have the same width as the width of the lower base member 200 and the upper base member 400 and is stacked.

상기 하부보호커버(100), 하부 베이스부재(200), 간격유지부재(300), 상부 베이스부재(400), 상부보호커버(500)가 순차적으로 적층되면, 도2에 도시한 바와 같이, 상기 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500)의 길이방향 양측을 열융착 또는 고주파융착 또는 접착제에 의해 접합하여 접합부위(B)를 형성하게 되므로, 내부에 적층된 하부 베이스부재(200), 간격유지부재(300), 그리고 상부 베이스부재(400)가 외부로 노출되는 것을 방지함과 아울러 누설되는 화학용액, 오일, 유기용제 등이 내부로 침투하지 않도록 한다.When the lower protective cover 100, the lower base member 200, the gap maintaining member 300, the upper base member 400, and the upper protective cover 500 are sequentially stacked, as shown in FIG. Since both sides of the lower protective cover 100 and the upper protective cover 500 in the longitudinal direction are bonded by thermal fusion, high-frequency fusion, or an adhesive to form the bonding site (B), the lower base member 200 laminated therein, The gap maintaining member 300 and the upper base member 400 are prevented from being exposed to the outside, and leakage of chemical solutions, oils, organic solvents, etc. are prevented from penetrating into the interior.

따라서, 도2에서와 같이 하부보호커버(100), 하부 베이스부재(200), 간격유지부재(300), 상부 베이스부재(400), 상부보호커버(500)가 순차적으로 적층되어 정전용량형 누액감지센서를 구성하게 되며, 물, 산 또는 알칼리 용액, 오일, 유기용제 등의 누설된 용액이 상부보호커버(500)의 외측표면으로 누설되거나 정전용량형 누액감지센서의 근처에 근접하여 위치한다면, 서로 마주보면서 대향하는 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420) 사이에 정전용량값이 형성되는 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 2, the lower protective cover 100, the lower base member 200, the gap maintaining member 300, the upper base member 400, and the upper protective cover 500 are sequentially stacked to provide a capacitive leakage. A detection sensor is configured, and if a leaked solution such as water, acid or alkali solution, oil, or organic solvent leaks to the outer surface of the upper protective cover 500 or is located near the capacitive leak detection sensor, A capacitance value is formed between the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 facing each other while facing each other.

또한, 내산성과 내화학성을 갖는 테프론 재질에 의해 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500)가 내부에 적층된 하부 베이스부재(200), 간격유지부재(300), 상부 베이스부재(400)를 화학용액으로부터 보호하며, 이러한 본 발명의 누액감지센서는 장시간 반복하여 사용이 가능하게 된다.In addition, a lower base member 200, a gap maintaining member 300, and an upper base member 400 in which a lower protective cover 100 and an upper protective cover 500 are stacked therein made of a Teflon material having acid resistance and chemical resistance. Is protected from chemical solutions, and the leakage detection sensor of the present invention can be used repeatedly for a long time.

상기의 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420) 사이에서 형성되는 정전용량값에 의해 누액경보를 알리기 위한 제어기의 구조는 본 출원인이 등록한 등록특허 제10-1983660호(누설감지장치) 또는 기 공개된 많은 기술자료와 제품 등에도 잘 나타나 있으므로, 구체적인 동작 설명은 하지 않는다.The structure of the controller for notifying the leakage alarm by the capacitance value formed between the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 is registered by the applicant of the present invention, or registered patent No. 10-1983660 (leak detection device). Since it is well shown in many technical data and products, etc., detailed operation description is not provided.

그리고, 하부전극(210,220)과 상부전극(210,220)은 하부 베이스부재(100)와 상부 베이스부재(400)의 크기 변화없이도 최대의 면적을 가질 수 있어서 감지 감도가 매우 좋게 된다.Further, the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 210 and 220 can have a maximum area without changing the size of the lower base member 100 and the upper base member 400, so that the sensing sensitivity is very good.

결국, 본 발명의 정전용량형 누액감지센서는 유연성을 가지면서 평평하고 납작한 형태이면서도 전극이 간격이 가지면서 서로 대향하는 구조를 가지므로, 전극 사이에 형성된 정전용량값에 의해 정확한 누설경보를 발생할 수 있게 된다. As a result, the capacitive leakage detection sensor of the present invention has a flexible, flat and flat shape, but has a structure in which the electrodes face each other with a gap, so that an accurate leakage alarm can be generated by the capacitance value formed between the electrodes. There will be.

도3은 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500)가 배제되고, 하부 베이스부재(200), 간격유지부재(300), 상부 베이스부재(400)가 적층된 상태에서 외측면을 둘러싸도록 테프론 재질로 된 보호커버층(600)이 형성된 구조를 보인 도이다.3 shows that the lower protective cover 100 and the upper protective cover 500 are excluded, and the lower base member 200, the gap maintaining member 300, and the upper base member 400 are stacked to surround the outer surface. It is a diagram showing a structure in which a protective cover layer 600 made of a Teflon material is formed.

즉, 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500)를 적층하지 않고, 곧바로 보호커버층(600)을 코팅하게 되는데, 이러한 보호커버층(600)은 인출성형에 의해 균일한 코팅 두께를 가지도록 할 수 있으며, 이러한 보호커버층(600)은 100~700㎛의 두께를 가질 수 있다.That is, without stacking the lower protective cover 100 and the upper protective cover 500, the protective cover layer 600 is immediately coated, and this protective cover layer 600 has a uniform coating thickness by pull-out molding. The protective cover layer 600 may have a thickness of 100 to 700 μm.

도4는 본 발명의 제2실시예로서, 하부보호커버(100)와 간격유지부재(300) 사이에 하부전극(210,220)이 길이방향으로 길게 위치하고, 마찬가지로 상부보호커버(500)와 간격유지부재(300) 사이에 상부전극(410,420)이 길이방향으로 길게 위치한다.4 is a second embodiment of the present invention, in which the lower electrodes 210 and 220 are positioned longer in the longitudinal direction between the lower protective cover 100 and the space maintaining member 300, and similarly, the upper protective cover 500 and the space maintaining member The upper electrodes 410 and 420 are positioned longer in the longitudinal direction between the 300.

상기 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)은 각각 하부보호커버(100)의 상부면과 상부보호커버(500)의 하부면에 형성될 수 있으며, 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500)의 양측 가장자리가 접합된다.The lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 may be formed on an upper surface of the lower protective cover 100 and a lower surface of the upper protective cover 500, respectively, and the lower protective cover 100 and the upper protective cover 500) are joined together.

물론, 도5에서와 같이 간격유지부재(300)의 폭이 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500) 보다 좁게 되어 간격유지부재(300)는 외측으로 노출되지 않게 된다.Of course, as shown in FIG. 5, the width of the gap maintaining member 300 is narrower than that of the lower protective cover 100 and the upper protective cover 500, so that the gap maintaining member 300 is not exposed to the outside.

한편, 이러한 본 발명의 제2실시예에서도 하부보호커버(100)와 상부보호커버(500)를 배제하고, 도6에서와 같이 간격유지부재(300)의 하부면과 상부면에 각각 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)을 부착시킨 다음 테프론 재질에 의해 보호코팅층(600)을 형성할 수 있을 것이다.Meanwhile, even in the second embodiment of the present invention, the lower protective cover 100 and the upper protective cover 500 are excluded, and as shown in FIG. 6, the lower electrodes ( After attaching the 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420, the protective coating layer 600 may be formed of a Teflon material.

도7은 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)의 다른 형태를 보인 도로서, 한 쌍의 하부전극(210,220)이 서로 간격을 유지하고, 하부전극(210,220) 상에는 일정간격마다 정전용량 감지를 위한 정전용량 패턴(230)이 형성되어 있는데, 상기 정전용량 패턴(230)은 상기 한 쌍의 하부전극(210,220)이 서로 마주보는 방향으로 복수의 줄기라인(231,232)이 분기되어 서로 교번하도록 배치된다7 is a diagram showing different shapes of the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420, in which a pair of lower electrodes 210 and 220 maintain a distance from each other, and the lower electrodes 210 and 220 detect capacitance at predetermined intervals The capacitive pattern 230 is formed so that the plurality of stem lines 231 and 232 are branched in a direction in which the pair of lower electrodes 210 and 220 face each other, and the capacitive pattern 230 is arranged to alternate with each other.

이러한 줄기라인(231,232)은 라운드 진 형태로 서로 마주보는 전극쪽으로 뻗어나오도록 형성되어 서로 교번되는 구조를 가짐으로써 흡사 커패시터의 역할을 하게 되는 것이다.The stem lines 231 and 232 are formed to extend toward the electrodes facing each other in a rounded shape, and have a structure that alternates with each other, thereby acting as a similar capacitor.

따라서, 정확한 정전용량값의 형성이 가능하게 된다.Accordingly, it is possible to form an accurate capacitance value.

상부전극(410,420)도 하부전극(210,220)과 동일하게 정전용량 패턴이 형성되어 있다.The upper electrodes 410 and 420 also have a capacitance pattern formed in the same manner as the lower electrodes 210 and 220.

상기의 이러한 정전용량 패턴은 하부전극(210,220) 또는 상부전극(410,420) 중 어느 하나의 전극에만 형성될 수도 있을 것이다.The above-described capacitance pattern may be formed only on one of the lower electrodes 210 and 220 or the upper electrodes 410 and 420.

도8은 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)의 표면이 각각 그래핀 잉크층(710,720)에 의해 도포된 상태를 보인 도로서, 외부의 충격에 의해 하부보호커버(100) 또는 상부보호커버(500)가 손상된 경우에는 그 손상된 부위로 화학물질이 유입되어 금속성의 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)이 손상될 우려가 있지만, 그래핀 잉크층(710,720)에 의해 전도성을 유지하면서도 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)이 직접 화학물질과 접촉하지 않도록 하여 손상을 방지하게 되는 것이다.8 is a diagram showing a state in which the surfaces of the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 are coated by graphene ink layers 710 and 720, respectively, and the lower protective cover 100 or the upper protective cover due to external impact If 500 is damaged, chemical substances may flow into the damaged area and the metallic lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 may be damaged. However, while maintaining the conductivity by the graphene ink layers 710 and 720 Damage is prevented by preventing the electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 from directly contacting the chemical substance.

또한, 하부 베이스부재(200), 간격유지부재(300), 상부 베이스부재(400)도 내화학성을 갖는 PI, 테프론 등의 재질로 형성될 수 있을 것이다.In addition, the lower base member 200, the gap maintaining member 300, and the upper base member 400 may also be formed of a material such as PI or Teflon having chemical resistance.

상기 그래핀 잉크층(710,720)은 상기 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)에 1~2㎛ 두께로 인쇄되어 코팅되는데, 이러한 그래핀 잉크층(710,720)은 전도성을 갖는 그래핀에 의해 인쇄가 가능한 그래핀 잉크 형태로 제조된 다음 상기 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)에 도포된다.The graphene ink layers 710 and 720 are printed and coated on the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 to a thickness of 1 to 2 μm, and these graphene ink layers 710 and 720 are printed by graphene having conductivity. It is prepared in the form of graphene ink and is then applied to the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420.

상기의 그래핀 잉크는 그래핀 5~10 중량%, 바인더 30~50 중량%, 2-에톡시에탄올(2-Ethoxyethanol) 20~25 중량%, DPGDME(Diropylene Glycol Dimethylether} 20~25 중량%, 분산제 5~10 중량%이 혼합되어 믹서기에 의해 교반된 다음 고압분산에 의해 잉크 형태로 제조된다.The graphene ink is 5 to 10% by weight of graphene, 30 to 50% by weight of binder, 20 to 25% by weight of 2-Ethoxyethanol, 20 to 25% by weight of DPGDME (Diropylene Glycol Dimethylether), dispersant 5-10% by weight is mixed, stirred by a blender, and then prepared in the form of ink by high pressure dispersion.

여기서 바인더는 내산성 및 내화학성을 갖는 불소수지를 사용하게 되고, 2-에톡시에탄올은 용제로서 혼합되며, DPGDME는 지연용제로서 혼합된다.Here, a fluororesin having acid resistance and chemical resistance is used as the binder, 2-ethoxyethanol is mixed as a solvent, and DPGDME is mixed as a retarding solvent.

이러한 혼합물을 고압분산하게 되면, 열이 발생하면서 빠른 휘발에 의해 그래핀 잉크의 점도가 높아지게 되는데, 이때 휘발을 지연시킴으로써 점도를 유지하여야 한다.When the mixture is dispersed under high pressure, the viscosity of the graphene ink increases due to rapid volatilization while heat is generated. At this time, the viscosity must be maintained by delaying volatilization.

따라서, DPGDME에 의해 휘발을 지연시켜 고압분산 후에도 그래핀 잉크가 균일한 점도를 가지도록 하는 것이다.Accordingly, by delaying volatilization by DPGDME, the graphene ink has a uniform viscosity even after high-pressure dispersion.

또한, 불소수지의 빠른 경화를 위하여 고압분산한 다음 불소수지의 17~23 중량% 즉, 전체 그래핀 잉크의 5.1~11.5 중량%에 해당하는 경화제를 추가적으로 투입할 수 있을 것이다.In addition, after high-pressure dispersion for rapid curing of the fluororesin, 17 to 23% by weight of the fluororesin, that is, 5.1 to 11.5% by weight of the total graphene ink, may be additionally added.

이렇게 제조된 그래핀 잉크를 각 전극(110)(120)을 외부로 노출되지 않도록 완벽히 덮을 수 있도록 인쇄방식에 의해 도포하게 되며, 각 그래핀 잉크층(111)(121)은 서로 연결이 되지 않게 된다.The graphene ink prepared in this way is applied by a printing method to completely cover each electrode 110 and 120 so as not to be exposed to the outside, and the graphene ink layers 111 and 121 are not connected to each other. do.

그래핀 잉크층(710)(720)의 전도율을 높이기 위하여 실버 잉크가 혼합될 수 있는데, 그래핀 잉크 40~60 중량%에 실버 잉크 40~60 중량%가 혼합될 수 있으며, 이러한 실버 잉크는 실버 잉크의 40~60 중량%를 기준으로 은 분말 15~25 중량%, 바인더 40~60 중량%, DPGDME 20~30 중량%가 혼합되도록 구성된다.In order to increase the conductivity of the graphene ink layers 710 and 720, silver ink may be mixed. 40 to 60% by weight of silver ink may be mixed with 40 to 60% by weight of graphene ink. Based on 40-60% by weight of the ink, 15-25% by weight of silver powder, 40-60% by weight of binder, and 20-30% by weight of DPGDME are configured to be mixed.

상기에서 설명한 본 발명의 누액감지센서는 길이가 긴 형태를 예를 들어 설명하였지만, 면적형의 패드 형태로 형성되어 누액이 예상되는 특정지역에 포인트 형태로 설치되는 구조를 가질 수 있다.The leak detection sensor of the present invention described above has been described as an example of a long shape, but may have a structure that is formed in an area-type pad shape and installed in a point shape in a specific area where leakage is expected.

한편, 본 발명의 또다른 형태로서, 하부전극(210,220)과 상부전극(410,420)의 표면에 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되어 내화학성, 내약품성, 내화학성과 내약품성을 가지면서 전극으로 사용되는데, 하부전극(210,220)은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되어 전극이 형성되고, 상부전극(410,420)은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 전극이 형성된다.Meanwhile, as another form of the present invention, the surfaces of the lower electrodes 210 and 220 and the upper electrodes 410 and 420 are coated with an electrode composition containing graphene oxide to have chemical resistance, chemical resistance, chemical resistance and chemical resistance. While being used as an electrode, the lower electrodes 210 and 220 are coated with an electrode composition including positively charged reduced graphene oxide to form an electrode, and the upper electrodes 410 and 420 are negatively charged reduced oxide graphene. An electrode is formed by the composition for an electrode containing a pin.

물론, 하부전극(210,220)은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되어 전극이 형성되고, 상부전극(410,420)은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 전극이 형성될 수 있다.Of course, the lower electrodes 210 and 220 are coated with an electrode composition containing negatively charged reduced graphene oxide to form an electrode, and the upper electrodes 410 and 420 are positively charged and include reduced graphene oxide. An electrode may be formed by the electrode composition.

또 다르게는 어느 하나의 하부전극(210)은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되고, 또 다른 하나의 하부전극(210)에는 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 전극이 형성되며, 마찬가지로, 어느 하나의 상부전극(410)과 또 다른 하나의 상부전극(420)에는 각각 음과 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅될 수 있다.Alternatively, any one lower electrode 210 is coated with an electrode composition including positively charged reduced graphene oxide, and the other lower electrode 210 is negatively charged reduced graphene oxide. An electrode is formed by a composition for an electrode including a pin, and likewise, one upper electrode 410 and another upper electrode 420 contain reduced graphene oxide which is negatively and positively charged, respectively. It can be coated by a composition for an electrode.

이러한 경우는 하부전극(210,220)은 서로 다른 극성으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물에 의해 코팅되고, 또한 상기 하부전극(210,220)과 마주보는 상부전극(410,420)이 서로 다른 극성을 가지면서 대향되도록 전극용 조성물에 의해 코팅된다.In this case, the lower electrodes 210 and 220 are coated with an electrode composition containing reduced graphene oxide charged with different polarities, and the upper electrodes 410 and 420 facing the lower electrodes 210 and 220 have different polarities. It is coated by the electrode composition so as to be opposed while having.

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. In the present invention, graphene is used as an electrode composition, and graphene is a two-dimensional carbon sheet made of carbon atoms and exhibits a wide specific surface area, excellent thermal conductivity, and fast electron transfer characteristics compared to conventional nanomaterials. .

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. Graphene can be obtained by physically separating graphite layer by layer, but this method is not suitable for mass production, and large-area graphene production is impossible. Another method is a chemical exfoliation method of graphite, that is, a manufacturing process through an oxidation process.This method is inexpensive to manufacture, enables mass production, and enables functionalization of the generated graphene, allowing various applications. You can get a pin.

산화그래핀의 경우, 물리적 방법에 의한 그래핀의 경우보다 적은 층수를 가질 수 있다.In the case of graphene oxide, it may have a smaller number of layers than in the case of graphene by a physical method.

산화과정을 통해 얻은 산화그래핀의 표면에는 에폭시기(epoxy), 히드록시기(hydroxyl), 카르보닐기(carbonyl), 또는 카르복시기(carboxy) 등의 여러가지 관능기들이 존재한다. Various functional groups such as an epoxy group, a hydroxy group, a carbonyl group, or a carboxy group exist on the surface of graphene oxide obtained through the oxidation process.

이러한 산화그래핀을 전극의 구성요소로 사용하기 위하여 본 발명에서는 산화그래핀을 환원시켜 환원된 산화그래핀(Reduced Graphene Oxide, rGO)으로 사용한다. In order to use such graphene oxide as a component of an electrode, in the present invention, graphene oxide is reduced and used as reduced graphene oxide (rGO).

특히, 본 발명에서는 환원된 산화그래핀 제조시 극성을 부여하여 극성을 띠는 환원된 산화그래핀를 사용하여, 특히 정전용량형 센서로 사용할 때 센서의 감도를 크게 향상시킬 수 있다.In particular, in the present invention, when the reduced graphene oxide is manufactured, the sensitivity of the sensor can be greatly improved, particularly when used as a capacitive sensor, by using a reduced graphene oxide having a polarity by giving a polarity.

본 발명에 따른 누액감지센서는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 전극에 코팅하는 단계; 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 또다른 전극에 코팅하는 단계; 및 경화시키는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.The leakage detection sensor according to the present invention comprises: coating a composition for an electrode comprising positively charged reduced graphene oxide on an electrode; Coating a composition for an electrode comprising negatively charged reduced graphene oxide on another electrode; And curing step; may be prepared including.

도9는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도면이고, 도10은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 도시한 도로서, 본 발명에 따른 전극용 조성물은 하전되고 환원된 산화그래핀을 전극에 사용한다.FIG. 9 is a diagram showing positively charged reduced graphene oxide, and FIG. 10 is a diagram showing negatively charged reduced graphene oxide. The composition for an electrode according to the present invention is charged and reduced oxide graphene. The pin is used for the electrode.

산화그래핀을 환원시켜 얻을 수 있는 환원그래핀은 절연성의 산화그래핀과 달리 전도성을 나타내기 때문에 전극으로 이용가능하다. Reduced graphene, which can be obtained by reducing graphene oxide, can be used as an electrode because it exhibits conductivity unlike insulating graphene oxide.

본 발명에서는 특히, 환원된 산화그래핀 중, 양으로 하전된 환원된 산화그래핀 또는 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 이용한다.In the present invention, among the reduced graphene oxide, positively charged reduced graphene oxide or negatively charged reduced graphene oxide is used.

양으로 하전된 환원된 산화그래핀은 예를 들면, 표면전하가 NH3 + 관능기에 의해 나타나는 것일 수 있고(도9), 음으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 COO- 관능기에 의해 나타나는 것일 수 있다(도10).The positively charged reduced graphene oxide may be, for example, that the surface charge is represented by NH 3 + functional groups (Fig. 9), and the negatively charged reduced graphene oxide has a surface charge of COO - functional group. It may appear (Fig. 10).

NH3 + 관능기 또는 COO- 관능기를 갖는 환원된 산화그래핀은 산화그래핀 환원시에 NH3 + 관능기 또는 COO- 관능기를 잔존시키면서 산화그래핀을 환원시켜 얻을 수 있다.NH 3 + group or COO-oxidation of the reduced graphene having a functional group is the functional group NH 3 + or COO at reduced graphene oxide - while remaining the functional group can be obtained by reducing the graphene oxide.

환원된 산화그래핀을 하전시키는 경우, 센서의 감도와 관련있는 커패시턴스의 변화량 값에 영향이 있다. In the case of charging the reduced graphene oxide, there is an effect on the value of the change in capacitance related to the sensitivity of the sensor.

도11은 일반적인 센서의 초기전하분포를 도시한 도이고, 도12는 본 발명에 적용된 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 감지선의 초기전하분포를 도시한 도이며, 도13은 일반적인 센서의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도이다. FIG. 11 is a diagram showing the initial charge distribution of a general sensor, FIG. 12 is a diagram showing the initial charge distribution of the sensing line including charged and reduced graphene oxide applied to the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing the harmfulness of a general sensor. It is a diagram showing the charge distribution when a substance is in contact.

그리고, 도14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하전되고 환원된 산화그래핀을 포함하는 감지선의 유해물질 접촉시의 전하분포를 도시한 도면이다.14 is a diagram showing a charge distribution when a sensing line including charged and reduced graphene oxide contacts a hazardous substance according to another embodiment of the present invention.

도11을 참조하면, 종래 전극이 극성을 갖는 물질을 포함하지 않는 경우, +전극 및 -전극에 전하가 분포되어 초기 전하량값을 얻을 수 있다. Referring to FIG. 11, when a conventional electrode does not contain a material having a polarity, charges are distributed to the + electrode and the-electrode, thereby obtaining an initial charge amount value.

도12에는 전극에 하전되고 환원된 산화그래핀이 코팅되는 경우, 즉 +전극으로 사용된 어느 하나의 전극(상부전극 또는 하부전극)에는 양으로 하전된 환원된 산화그래핀이 코팅되고, -전극으로 사용된 또다른 전극(하부전극 또는 상부전극)에는 음으로 하전된 환원된 산화그래핀이 코팅되는 경우에 전압이 인가된 모습이 도시되어 있다.In Fig. 12, when the electrode is coated with charged and reduced graphene oxide, that is, positively charged reduced graphene oxide is coated on any one electrode (upper electrode or lower electrode) used as the + electrode, and the -electrode Another electrode (lower electrode or upper electrode) used as a voltage is applied when negatively charged reduced graphene oxide is coated.

+전극에 양으로 하전된 환원된 산화그래핀이 코팅되면, 전압인가에 따라 유도된 -전하들이 양으로 하전된 환원된 산화그래핀에 의해 상쇄되므로 초기 전하량값이 낮아지게 된다. When the positively charged reduced graphene oxide is coated on the + electrode, the -charges induced by the application of voltage are canceled by the positively charged reduced graphene oxide, so that the initial charge value is lowered.

도13 및 도14를 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.13 and 14, when the electrode of the conventional sensor does not contain polarity and when the electrode is coated with charged and reduced graphene oxide, when exposed to harmful substances, the electric charge value depends on the harmful substances, and thus the same harmfulness. Since the value of the amount of charge by the substance is the same, the current value of the amount of charge becomes similar.

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. Since the capacitance depends on the amount of charge, the amount of change in the capacitance depends on the difference between the current amount of charge and the initial amount of charge, so if the initial charge value decreases, the range of change in the capacitance value widens when the current charge value is the same. The resolution and sensitivity of the sensor are improved.

즉, 본 발명에서와 같이 전극 조성물에 하전되고 환원된 산화그래핀을 첨가하면 전하량에 영향을 미치게 되어 본 발명의 정전용량 타입으로 작용하는 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.That is, when charged and reduced graphene oxide is added to the electrode composition as in the present invention, the amount of charge is affected, so that the sensitivity of the sensor acting as the capacitance type of the present invention can be improved.

본 발명에 따른 적용된 정전용량형 유해물질 전극용 조성물은 하전되고 환원된 산화그래핀, 바인더, 용매 및 경화제를 포함한다. The composition for an applied capacitive hazardous substance electrode according to the present invention includes charged and reduced graphene oxide, a binder, a solvent and a curing agent.

또한, 본 발명에 따른 정전용량형 유해물질 전극용 조성물은 하전되고 환원된 산화그래핀의 분산성을 높이기 위한 분산제 및 휘발지연제를 더 포함할 수 있다.In addition, the composition for a capacitive toxic substance electrode according to the present invention may further include a dispersant and a volatilization delay agent for increasing the dispersibility of the charged and reduced graphene oxide.

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.Binders that can be used in the composition for a capacitive hazardous material electrode of the present invention include ethylcellulose, polyvinylalcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinylbutyral, and polymethyl Although methacrylate (poly(methylmetacrylate)), polyurethane (polyurethane) or polyester (polyester) may be used, oil-based fluorine resin is most preferred for high acid resistance.

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.Solvents that can be used in the composition for the capacitive hazardous substance electrode of the present invention are 2-ethoxyethanol, ethanol, methanol, toluene, xylene, or methyl ethyl. Ketones (methyl ethyl ketone) can be used.

본 발명에 적용된 정전용량형 유해물질 전극용 조성물에 사용될 수 있는 분산제로는 Solspers 20000, Solspers 38500 및 BYK 170 등이 사용될 수 있다.As a dispersant that can be used in the composition for a capacitive hazardous substance electrode applied to the present invention, Solspers 20000, Solspers 38500, BYK 170, and the like may be used.

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.Volatilization retarding agents that can be used in the composition for a capacitive hazardous material electrode of the present invention may be butyl carbitol acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, or the like.

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.The curing agents that can be used in the composition for the capacitive hazardous substance electrode of the present invention include benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile, and 2-cyano-2-propyl azoformide (2- CYANO-2-PROPYLAZOFORMAMIDE), 2, 2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (2, 2-AZOBIS (2, 4-DIMETHYLVALERONITRILE), 2,2-azobis (2- (2- already Dazolin-2-yl)propane](2, 2-AZOBIS[2-(2-IMIDAZOLIN-2-YL)PROPANE]), 2,2-azobis(2-methylbutyronitrile)(2,2- AZOBIS (2-METHYLBUTYRONITRILE) can be used in any one, 2, 2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (2, 2-AZOBIS (2, 4-DIMETHYLVALERONITRILE) is most preferred.

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. The composition for a capacitive hazardous substance electrode applied in the present invention comprises: mixing charged and reduced graphene oxide, a binder, a solvent, a dispersant, and a volatilization retardant; A dispersion step of first dispersing the mixture by stirring it with a homomixer, and second dispersing the first dispersed mixture with a high pressure disperser; Injecting a curing agent into the dispersed mixture; can be prepared by performing.

경화온도는 100℃에서 예비경화 후 180℃에서 경화완료시키는 것이 바람직하다.It is preferable that the curing temperature is pre-cured at 100°C and then cured at 180°C.

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. The first dispersing step is a step of mixing charged and reduced graphene oxide and an oil-based fluorine resin in a solvent to maximize the capacitance reaction width, and is preferably performed at 5,000 to 7,000 rpm for 1 to 2 hours.

1차 혼합물을 고압분산기를 사용하여 2차 분산시키는 단계는 고압상태로 혼합물을 파쇄 및 분산시킴으로써 정전용량형 유해물질센서 전극용 조성물의 코팅성 및 분산성을 높인다. The step of secondary dispersing the first mixture using a high-pressure disperser increases the coating properties and dispersibility of the composition for capacitive hazardous substance sensor electrodes by crushing and dispersing the mixture under high pressure.

2차 분산은 바람직하게는 300 내지 350 bar의 압력하에서 5회 내지 10회 수행될 수 있다.The secondary dispersion may preferably be carried out 5 to 10 times under a pressure of 300 to 350 bar.

분산된 혼합물에 경화제를 첨가하여 호모믹서를 이용하여 3,000~5,000rpm으로 10분내지 30분 동안 교반이 수행된다.A curing agent is added to the dispersed mixture, and agitation is performed for 10 to 30 minutes at 3,000 to 5,000 rpm using a homomixer.

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.Based on the total weight of the electrostatic capacitive electrode composition, the charged and reduced graphene oxide is 5 to 20 wt%, the binder is 30 to 60 wt%, the solvent is 30 to 50 wt%, the curing agent is 20 to 60 wt%, and the dispersant is It may be included in 5 to 20wt%.

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. As described above, specific parts of the present invention have been described in detail, and for those of ordinary skill in the art, it is obvious that these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Accordingly, it will be said that the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

100 : 하부보호커버
200 : 하부 베이스부재
210,220 : 하부전극
230 : 정전용량 패턴
300 : 간격유지부재
400 : 상부 베이스부재
410,420 : 상부전극
500 : 상부보호커버
600 : 보호커버층100: lower protective cover
200: lower base member
210,220: lower electrode
230: capacitance pattern
300: gap maintaining member
400: upper base member
410,420: upper electrode
500: upper protective cover
600: protective cover layer

Claims (13)

유연성을 가지는 재질로 되고, 상부면 또는 하부면에 길이방향으로 길게 하부전극이 형성된 하부 베이스부재;
유연성을 가지는 재질로 되고, 상부면 또는 하부면에 길이방향으로 길게 상부전극이 형성되며, 상기 하부 베이스부재의 상측으로 적층되는 상부 베이스부재;
상기 하부 베이스부재와 상부 베이스부재 사이에 적층되어 상기 하부 베이스부재와 상부 베이스부재를 서로 이격시키는 간격유지부재;
내화학성과 유연성을 가지는 재질로 되고, 상기 하부 베이스부재의 하측에 적층되는 하부보호커버;
내화학성과 유연성을 가지는 재질로 되고, 상기 상부 베이스부재의 상측에 적층되는 상부보호커버;로 구성되고,
상기 어느 하나의 전극은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되고, 또 다른 전극은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
A lower base member made of a flexible material and having a lower electrode formed on an upper surface or a lower surface in a lengthwise direction;
An upper base member made of a flexible material, having an upper electrode formed on an upper surface or a lower surface in a lengthwise direction, and stacked above the lower base member;
A gap maintaining member stacked between the lower base member and the upper base member to separate the lower base member and the upper base member from each other;
A lower protective cover made of a material having chemical resistance and flexibility, and laminated on the lower side of the lower base member;
Consists of; an upper protective cover made of a material having chemical resistance and flexibility, and laminated on the upper side of the upper base member,
One of the electrodes is configured by coating a composition for an electrode containing positively charged reduced graphene oxide, and the other electrode is configured by coating a composition for an electrode containing negatively charged reduced graphene oxide. Capacitive leakage detection sensor, characterized in that.
 내화학성과 유연성을 가지는 재질로 된 하부보호커버;
내화학성과 유연성을 가지는 재질로 된 상부보호커버;
유연성을 가지는 재질로 되고, 상기 하부보호커버와 상부보호커버 사이에 적층되어 상기 하부보호커버와 상부보호커버를 서로 이격시키는 간격유지부재;
상기 하부보호커버와 상기 간격유지부재 사이에서 길이방향으로 길게 적층되는 하부전극;
상기 상부보호커버와 상기 간격유지부재 사이에서 길이방향으로 길게 적층되는 상부전극;으로 구성되고,
상기 어느 하나의 전극은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되고, 또 다른 전극은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
A lower protective cover made of a material having chemical resistance and flexibility;
Upper protective cover made of a material having chemical resistance and flexibility;
A gap maintaining member made of a flexible material and stacked between the lower protective cover and the upper protective cover to separate the lower protective cover and the upper protective cover from each other;
A lower electrode elongated in a longitudinal direction between the lower protective cover and the space maintaining member;
Consisting of; an upper electrode that is elongated in a longitudinal direction between the upper protective cover and the space maintaining member,
One of the electrodes is configured by coating a composition for an electrode comprising positively charged reduced graphene oxide, and the other electrode is configured by coating a composition for an electrode comprising negatively charged reduced graphene oxide. Capacitive leakage detection sensor, characterized in that.
 유연성을 가지는 재질로 되고, 상부면 또는 하부면에 길이방향으로 길게 하부전극이 형성된 하부 베이스부재;
유연성을 가지는 재질로 되고, 상부면 또는 하부면에 길이방향으로 길게 상부전극이 형성되며, 상기 하부 베이스부재의 상측으로 적층되는 상부 베이스부재;
유연성을 갖는 재질로 되고, 상기 하부 베이스부재와 상부 베이스부재 사이에 적층되어 상기 하부 베이스부재와 상부 베이스부재를 서로 이격시키는 간격유지부재;
내화학성과 유연성을 가지는 재질에 의해 상기 하부 베이스부재와 상부베이스부재의 외측을 감싸고 코팅되는 보호커버층;으로 구성되고,
상기 어느 하나의 전극은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되고, 또 다른 전극은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
A lower base member made of a flexible material and having a lower electrode formed on an upper surface or a lower surface in a lengthwise direction;
An upper base member made of a flexible material, having an upper electrode formed on an upper surface or a lower surface in a lengthwise direction, and stacked above the lower base member;
A gap maintaining member made of a flexible material and stacked between the lower base member and the upper base member to separate the lower base member and the upper base member from each other;
Consists of; a protective cover layer that covers and coats the outer sides of the lower base member and the upper base member by a material having chemical resistance and flexibility,
One of the electrodes is configured by coating a composition for an electrode comprising positively charged reduced graphene oxide, and the other electrode is configured by coating a composition for an electrode comprising negatively charged reduced graphene oxide. Capacitive leakage detection sensor, characterized in that.
 유연성을 가지는 재질로 된 간격유지부재;
상기 간격유지부재의 하부면에서 길이방향을 따라 부착된 하부전극;
상기 간격유지부재의 상부면에서 길이방향을 따라 부착된 상부전극;
내화학성과 유연성을 가지는 재질에 의해 상기 하부전극과 상부전극이 부착된 간격유지부재의 외측을 감싸고 코팅되는 보호커버층;으로 구성되고,
상기 어느 하나의 전극은 양으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성되고, 또 다른 전극은 음으로 하전된 환원된 산화그래핀을 포함하는 전극용 조성물을 코팅하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
A gap holding member made of a flexible material;
A lower electrode attached to the lower surface of the spacing member along the longitudinal direction;
An upper electrode attached along the longitudinal direction on the upper surface of the gap maintaining member;
Consists of; a protective cover layer coated by covering the outer side of the gap maintaining member to which the lower electrode and the upper electrode are attached by a material having chemical resistance and flexibility,
One of the electrodes is configured by coating a composition for an electrode comprising positively charged reduced graphene oxide, and the other electrode is configured by coating a composition for an electrode comprising negatively charged reduced graphene oxide. Capacitive leakage detection sensor, characterized in that.
 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간격유지부재는 매쉬인 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
The capacitive leakage detection sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the gap maintaining member is a mesh.
 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부전극 또는 상부전극은 한 쌍의 전극이 간격을 두고 나란히 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
The capacitive leakage detection sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the lower electrode or the upper electrode has a pair of electrodes formed side by side at intervals.
 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부전극 또는 상부전극은 한 쌍의 전극이 간격을 두고 나란히 형성되고, 상기 한 쌍의 전극 상에서 일정간격마다 정전용량을 형성하는 정전용량 패턴이 형성되며, 상기 정전용량패턴은 상기 전극으로부터 복수의 줄기라인이 각각 분기되어 서로 교번하도록 배치되되, 상기 줄기라인은 라운드 진 형태로 서로 마주보는 전극 쪽으로 뻗어나오도록 형성되어 서로 교번하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
The capacitive pattern according to any one of claims 1 or 4, wherein a pair of electrodes is formed side by side at intervals in the lower electrode or the upper electrode, and capacitance is formed on the pair of electrodes at regular intervals. Is formed, and the capacitive pattern is arranged so that a plurality of stem lines are branched from the electrode to alternate with each other, and the stem lines are formed to extend toward electrodes facing each other in a rounded shape and thus have a structure that alternates with each other. Capacitive leak detection sensor characterized by.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 NH3 +관능기에 의해 나타나고, 음으로 하전된 환원된 산화그래핀은 표면전하가 COO-관능기에 의해 나타나는 것을 특징으로 하는 정전용량형 누액감지센서.
The method of any one of claims 1 to 4, wherein the positively charged reduced graphene oxide has a surface charge of NH 3 + functional group, and the negatively charged reduced graphene oxide has a surface charge of COO - capacitive leakage detecting sensor, characterized in that exhibited by the functional group.
 삭제delete
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