KR102397328B1 - 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치 - Google Patents

필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102397328B1
KR102397328B1 KR1020210051675A KR20210051675A KR102397328B1 KR 102397328 B1 KR102397328 B1 KR 102397328B1 KR 1020210051675 A KR1020210051675 A KR 1020210051675A KR 20210051675 A KR20210051675 A KR 20210051675A KR 102397328 B1 KR102397328 B1 KR 102397328B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitive
film
contact
detection device
lines
Prior art date
Application number
KR1020210051675A
Other languages
English (en)
Inventor
김동환
Original Assignee
(주)유민에쓰티
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 (주)유민에쓰티 filed Critical (주)유민에쓰티
Priority to KR1020210051675A priority Critical patent/KR102397328B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102397328B1 publication Critical patent/KR102397328B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/165—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means by means of cables or similar elongated devices, e.g. tapes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는, 절연성 베이스 필름; 베이스 필름 상에 형성되는 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인; 베이스 필름 상에 상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인과 연결되어 배열되는 복수 개의 정전용량 커패시터; 및 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 배치되는 베이스 필름 위에 배치되어, 상기 액체가 상기 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터에 접촉하는 것을 완전히 차단하는 비접촉 보호 필름으로 이루어지고, 상기 복수 개의 정전용량 커패시터 각각은 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1 빗살 라인과; 상기 제2 전극 라인과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제2 빗살 라인이 서로 교번하여 배열되는 빗살전극 패턴을 포함하여 이루어진다.

Description

필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치{FILM-TYPE NON-CONTACT CAPACITIVE LEAK DETECTING APPARATUS}
본 발명은 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 필름형의 동일 평면 빗살전극형 또는 링전극형의 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 물, 화학 용액, 유기용제 및 오일의 누출용액을 감지하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있다. 대표적으로는 케이블형 감지 장치, 밴드형 감지 장치, 그리고 모듈형 감지 장치 등이 있다.
그러나 케이블형 감지 장치는 설치비용이 고가이고 감지 장치 케이블의 설치 길이가 정해져 있어 사용이 매우 제한적이다. 또한, 케이블 감지 장치는 설치가 어렵고 추가비용이 드는 문제점이 있으며 유지보수가 어려운 단점이 있다. 밴드형 감지 장치는 외부 온습도 및 충격에 오동작이 발생하며, 가격이 높고 설치가 어려운 점이 있다. 모듈형 감지 장치는 특정 위치의 누수 여부만 확인 가능하며 설치가 어렵고 제품 설치 시 많은 시간이 소요되는 문제점을 안고 있다.
현재는 위에서 언급한 여러 가지 센서들의 단점들을 보완하기 위하여 필름형 센서들이 많이 개발되고 상용화되고 있는데, 대표적으로 누수감지 장치, 화학물질 누액감지 장치, 유기용제 및 오일감지 장치들이 있다. 그러나 여러 가지 누액을 감지하기 위해서는 각각의 누액에 적합한 감지 장치를 사용해야 하는 문제점이 있다. 즉, 여러 가지 누액을 감지하기 위해서는 전기전도도 측정방식, 정전용량 측정방식 및 도선저항 측정방식 등을 사용함으로써 측정방식에 적합한 감지 장치와 제어기를 개발해야 하며, 결과적으로는 센서와 제어기 종류가 많아지고 재연성 및 신뢰성이 저하되는 문제점들이 발생하게 된다.
평판형 커패시터 구조 및 원리를 이용한 정전용량형 필름감지 감지 장치는 누출용액 발생 시 정전용량의 변화가 미세하여 감지 변별력이 떨어지며, 더욱이나 옥외에 설치 시 감지 장치의 설치 거리에 비례하여 필름의 임피던스값이 증가되어 물과 화학 용액 및 유기용제에 대한 감지 변별력이 떨어져서 감지 장치의 오동작이 발생하는 문제점이 있다.
도 12를 참조하면, 전극 두께가 일정한 평판형 전극에서 정전용량값은 양극과 음극 사이에 걸린 균일한 전기장 (uniform electric field)에 의하여 결정된다.
Cuni = εA/d
여기서, C는 정전용량 값이고, ε은 누출용액의 유전율이며, A는 전극 라인의 표면적 (전극두께 × 전극길이)이며, d는 전극 라인 간의 간격을 나타낸다. 따라서 표면적을 증가시키고 전극 간 거리를 작게 하면 큰 정전용량 값을 얻을 수 있다.
그러나, 현재 필름형 누액 감지 장치의 전극 두께는 베이스 필름 두께 및 보호 필름 두께와 비교할 때 매우 얇아서(~수십 μm), 결과적으로 전극 표면적이 매우 작다. 따라서 필름형 감지 장치에서 양 전극 사이의 균일전기장으로 생성되는 정전용량 값은 상대적으로 매우 작아 제어기에서 정전용량 값을 측정하여 누액 여부를 감지하기에는 많은 어려움이 있다.
또한, 종래의 정전용량형 필름 감지 장치는 접촉식으로서, 전극 라인 위에는 일정 간격으로 누액을 감지할 수 있는 센싱 홀이 있어서 전극 라인에 누액이 직접 접촉하는 구조이므로, 누액에 의한 전극 라인의 손상으로 유지보수가 필요하며, 두 전극 라인의 전압 인가 및 주변 노이즈 입력 등으로 누액에 따른 폭발 가능성도 존재하게 된다.
[1] 한국등록특허 제10-1460020 (2014. 11. 04, 등록) [2] 한국특허등록 제10-1470308 (20148. 12. 02, 등록)
[1] Tianming Chen and Nicola Rapids, "Design of interdigital spiral and concentric capacitive sensors for materials evaluation", The 39th Annual Review of Progress in Quantμm Nondestructive Evaluation, pp. 1593-1600, 2013 [2] J. W. Kim, Preveen Pasupathy, Sheng Zhang, and Dean P. Neikirk, "Measurement of liquid complex dielectric constants using non-contact sensors", IEEE Sensors 2009 Conference, pp. 2017-2020, 2009
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 누출 용액에 의한 정전용량 값의 차이에 의하여 다종의 누출 용액을 감지할 수 있는 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 보호막에 센싱홀을 형성하지 않는 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 전극 라인 등에 누설된 용액이 직접 접촉하지 않도록 하여 누설된 용액에 의하여 전극 라인 등이 손상되지 않도록 하는 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 누출용액의 전도성 및 비전도성 물질의 유전율 차이를 이용하여 정전용량 값을 크게 함으로써 다종의 누출용액을 한 개의 감지 장치로 감지할 수 있는 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 누설되는 액체를 감지하는 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는, 절연성 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 형성되는 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인; 상기 베이스 필름 상에서 상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인과 연결되어 배열되는 복수 개의 정전용량 커패시터; 및 상기 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 배치되는 베이스 필름 위에 배치되어, 누설 액체가 상기 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터에 접촉하는 것을 완전히 차단하는 비접촉 보호 필름을 포함하고, 복수 개의 정전용량 커패시터 각각은 제1 전극 라인과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1 빗살 라인과 제2 전극 라인과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제2 빗살 라인이 서로 교번하여 배열되는 빗살전극 패턴을 포함한다.
이러한 비접촉 보호 필름은 종래와 같은 센싱 홀이 형성되어 있지 않으므로 액체가 누설되더라도 전극 라인이나 정전용량 커패시터에 직접 접촉하지 못한다.
또한, 정전용량 커패시터는 제1 전극 라인과 연결되어, 제2 전극 라인 쪽으로 연장되는 2개의 제1 메인 줄기 라인; 및 제2 전극 라인과 연결되어, 제1 전극 라인 쪽으로 연장되며, 상기 2개의 제1 메인 줄기 라인 사이에, 형성되는 제2 메인 줄기 라인을 포함하고, 복수 개의 제1 빗살 라인은 제1 메인 줄기 라인에서 분기되어 제2 메인 줄기 라인 쪽으로 형성되고, 복수 개의 제2 빗살 라인은 제2 메인 줄기 라인에서 분기되어, 2개의 제1 메인 줄기 라인 쪽으로 교번하여 형성된다. 제2 빗살 라인은 제2 메일 줄기 라인을 중심으로 대칭으로 형성되거나 비대칭으로 형성될 수 있다.
베이스 필름 하부면에는 접지층이 배치되며, 접지층은 정전용량 커패시터가 형성되지 않은 위치에 대응하여 단락 방지부가 형성될 수 있다.
복수 개의 정전용량 커패시터는 길이 방향으로 이격되어 배열될 수 있거나 연속적으로 배열될 수 있으며, 일부는 서로 수직하게 배열될 수 있다. 대안적으로 복수 개의 정전용량 커패시터는 2차원 행렬로 배열될 수 있다.
바람직하게, 제1 및 제2 전극 라인 및 정전용량 커패시터는 그라비아(Gravuer) 인쇄, 롤투롤(roll to roll) 인쇄, 슬롯다이(slot die) 코팅, 및 콤마(comma) 코팅을 포함하는 그룹에서 선택되는 방식으로 형성된다.
비접촉 보호 필름은 폴리이마이드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 에나멜, 알키드 수지, 및 비닐계 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 고분자 폴리머와 무도전성 카본을 포함하는 재료로 형성되며, 이러한 재료는 액상으로 도포되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 재료가 상기 제1 전극 라인, 제2 전극 라인 및 정전용량 커패시터가 형성된 상기 베이스 필름 위에 액상으로 도포될 수 있으며, 이때 나이프형 어플리케이터로 상기 재료를 도포하면서 80-120℃의 하부 롤러로 일정 압력을 가하여 형성된다.
비접촉 보호 필름의 두께는 바람직하게 10 - 50 μm의 범위이다.
본 발명의 다른 특징에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는, 절연성 베이스 필름; 베이스 필름 상에 형성되는 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인; 및 베이스 필름 상에서 상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인 사이에서 이들과 연결되어 상기 복수 개의 정전용량 커패시터; 및 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 배치되는 베이스 필름 위에 배치되어, 누설 액체가 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터에 접촉하는 것을 완전히 차단하는 비접촉 보호 필름으로 이루어진다. 복수 개의 정전용량 커패시터 각각은 제1 전극 라인과 전기적으로 연결되고, 길이 방향으로 연장되는 2개의 제1 직선 줄기 라인; 제2 전극 라인과 전기적으로 연결되고, 길이 방향과 수직한 방향으로 연장되는 제2 직선 줄기 라인; 제1 직선 줄기 라인 각각으로부터 분기되어 나오는 복수 개의 제1 원호 줄기 라인; 제2 직선 줄기 라인으로부터 분기되어 나오는 복수 개의 제2 원호 줄기 라인으로 이루어진다.
이때, 복수 개의 제1 원호 줄기 라인과 복수 개의 제2 원호 줄기 라인은 서로 교번하여 배열되고, 복수 개의 제1 원호 줄기 라인 및 복수 개의 제2 원호 줄기 라인은 동심원 상으로 배치된다. 복수 개의 제1 원호 줄기 라인은 제1 직선 줄기 라인을 중심으로 대칭으로 형성되고, 복수 개의 제2 원호 줄기 라인은 제2 직선 줄기 라인을 중심으로 대칭으로 형성되며, 복수 개의 제1 원호 줄기 라인의 최외곽 줄기 라인은 제1 전극 라인과 연결된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 누설되는 액체를 감지하는 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는 복수 개의 정전용량 커패시터를 포함하되, 이러한 복수 개의 정전용량 커패시터가 서로 길이 방향으로 이격되어 배열되거나 연속적으로 배열될 수 있다. 또한, 복수 개의 정전용량 커패시터 중 일부는 서로 수직하게 배열될 수도 있다. 대안적으로, 복수 개의 정전용량 커패시터는 2차원 행렬로 배열될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 누설되는 액체를 감지하는 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는 베이스 필름 하부면에 접지층을 형성할 수 있고, 이러한 접지층에는 단락 방지부가 형성되며, 단락 방지부는 정전용량 커패시터가 형성되지 않는 위치에 대응하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는 서로 대향하는 전극 라인의 표면적을 크게 증대시키고, 균일 전기장과 주변 전기장에 의한 정전용량을 증가시킴으로써 신뢰성이 높아진다. 더욱이, 하나의 감지 장치로 다종의 누출 용액, 즉 물, 화학용액, 및 유기용제/오일의 누액을 동시에 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는 누설된 액체와 전극 라인, 커패시터의 접촉이 완전히 차단되기 때문에, 누액에 의한 전극 라인, 커패시터의 손상을 방지할 수 있다. 더욱이, 외부 환경에 장기간 노출되더라도 대기 중의 수분이나, 먼지 등의 오염물질이 전극에 부착되거나 전극이 부식되는 것을 방지할 수 있으므로 누액 감지의 정확도를 높일 수 있다.
더욱이, 다른 기존의 누액 감지 장치들과 비교할 때, 설치 길이의 한계성을 극복하고, 다종의 누액을 한 개의 감지 장치로 감지할 수 있으며, 신뢰성과 가격 경쟁력이 높고, 설치 및 유지/보수가 용이한 특징을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는 정전용량 커패시터가 서로 길이 방향으로 이격되어 배열되거나 연속적으로 배열될 수 있고, 또한 2차원 행렬로 배열될 수 있어서, 다양한 정전용량 커패시터의 배열로 누액 감지 장치를 제조할 수 있다. 따라서, 누액을 감지해야 하는 장소 및 주변 환경, 사용 목적에 따라서 누액 감지 장치를 형성할 수 있으므로 적용 범위가 넓어지고 활용도가 높아진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 결합하여 I-I' 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치의 단위 정전용량 커패시터를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 5는 비접촉 보호 필름을 베이스 필름 위에 형성하는 것을 예시한 도면이다.
도 6a는 도 2의 정전용량 커패시터에서 전기장 분포를 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 도 6a의 등가 회로이다
도 7a 및 도 7b는 정전용량 프린징 모델(Capacitive Fringing Model)을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치의 정전용량 커패시터의 배열을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치의 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 도 9의 정전용량 커패시터를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 11은 도 1의 실시예에 따른 정전용량 누액 감지 장치에서 누액에 따른 정전용량 측정값을 도시한 그래프이다.
도 12는 평행판 커패시터(parallel plate capacitor)의 전기장 분포를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일평면 빗살전극형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 결합하여 I-I' 선을 따라 절취한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시한 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 동일평면 빗살전극형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는 베이스 필름(100) 상에 제1 및 제2 전극 라인(110, 120)과 복수 개의 정전용량 커패시터(130)가 위치하고, 제1 및 제2 전극 라인(110, 120)과 정전용량 커패시터(130)를 덮도록 베이스 필름(100)에 부착되는 비접촉 보호 필름(200)을 포함한다.
베이스 필름(100)은 제1 및 제2 전극 라인(110, 120)과 정전용량 커패시터(130)가 그 상부에 형성되기 위한 층으로서, 길이 방향을 따라 연장되는 리니어(linear) 형태를 가지나 이에 한정되지 않는다. 베이스 필름(100)은 절연성 필름으로 이루어지며, 내산성 및 내화학성이 우수한 재질, 예를 들어 PI, PET, PE, PITE 또는 기타 테프론 계열의 재질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)은 베이스 필름(100) 상에 길이방향을 따라 연장 형성되며, 서로 평행하게 이격되어 있다. 베이스 필름(100)과 제1 및 제2 전극 라인(110, 120) 사이의 커패시턴스 값을 최소화하기 위하여, 전극 라인의 폭을 작게 하는 것이 바람직하다. 이는 누액이 발생하지 않은 상태에서 정전용량 값과 누액 발생 시 정전용량 값을 비교할 때, 변화율이 상대적으로 크게 되어 누액 발생에 대한 감지 장치의 민감도를 향상시키기 때문이다. 전극 라인의 폭은 누액 감지 장치용 커넥터가 전극 라인에 연결되는데 문제가 없는 한 최소 폭을 유지하는 것이 바람직하며, 3-6 mm 정도의 범위를 가진다.
이때, 정전용량 커패시터(130) 각각은 빗살 전극형 패턴으로 형성되며, 각각은 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120) 사이에서 이들과 연결되어 형성되며, 길이 방향을 따라 소정 간격으로 형성되어 있다.
도 4를 참조하면, 정전용량 커패시터(130) 각각은, 제1 전극 라인(110)에서 2개의 제1 메인 줄기 라인(131, 133)이 제2 전극 라인(120) 쪽으로 연장 형성되고, 복수 개의 제1 빗살 라인(132, 134)이 각각 제1 메인 줄기 라인(131, 133)에서 분기되어 형성된다. 한편, 제2 전극 라인(120)에서 1개의 제2 메인 줄기 라인(135)이 2개의 제1 메인 줄기 라인(131, 133) 사이의 가운데로 제1 전극 라인(110) 쪽으로 연장 형성되고, 복수 개의 제2 빗살 라인(136, 138)이 제2 메인 줄기 라인(135)에서 분기되어, 2개의 제1 메인 줄기 라인(131, 133) 쪽으로 교번하여 형성된다. 이때, 복수 개의 제1 빗살 라인(132, 134)과 복수 개의 제2 빗살 라인(136, 138)은 서로 교번하여 배열된다.
본 발명의 실시예에 따른 정전용량 커패시터(130)는 제2 메인 줄기 라인(135)이 2개의 제1 메인 줄기 라인(131, 133) 사이에서 위치할 뿐 아니라, 제1 빗살 라인(132, 134)과 제2 빗살 라인(136)이 서로 교번하여 배열된다. 또한, 제1 메인 줄기 라인(131, 133)과 제1 빗살 라인(132, 134)이 제1 전극 라인과 전기적으로 연결되고, 제2 메인 줄기 라인(135)과 제2 빗살 라인(136)이 제2 전극 라인과 전기적으로 연결된다.
도 4에는 제2 빗살 라인(136, 138)이 제2 메인 줄기 라인(135)을 중심으로 비대칭적으로 형성된 예시가 도시되어 있으나, 제2 메인 줄기 라인(135)을 중심으로 대칭적으로 형성할 수 있다.
이때, 각 라인의 폭, 각 라인 사이의 간격, 두께는 균일 전기장 및 주변 전기장의 분포에 주요한 영향을 미치며 감지 장치의 정전용량을 결정하는데 주요한 파라미터이다. 예시적으로, 각 라인의 폭은 0.5~2 mm 정도이고, 라인 사이의 간격은 1~3 mm 정도이며, 두께는 10~30 μm 정도이다.
따라서, 제1 전극 라인(110)에 양의 전압이 연결되고 제2 전극 라인(120)에 음의 전압이 연결되는 경우, 정전용량 커패시터의 각 줄기 라인들과 빗살 라인들에 의한 양전극과 음전극이 서로 마주하는 표면적이 커지게 되고, 큰 표면적에 의하여 정전용량 값도 커지게 된다.
한편, 제1 및 제2 전극 라인(110, 120) 및 정전용량 커패시터(130)는 전도성이 높은 특성을 가지는 재질로 형성하여야 한다. 더욱이, 본 발명에서와 비접촉식 감지의 경우, 전극과 누액이 직접 접촉하지 않기 때문에, 전극 재료의 선택의 폭이 넓다. 예를 들어 접촉식 감지 장치의 경우, 내산성 및 내화학성이 높은 재료의 전극을 선택하여야 하나, 본 발명에서는 이러한 재료로 한정할 필요가 없고, 내산성 및 내화학성이 낮은 은 전극을 사용할 수도 있다. 즉, 제1 및 제2 전극 라인(110, 120) 및 정전용량 커패시터(130)를 형성하기 위하여, 그라비아(Gravuer) 인쇄, 롤투롤(roll to roll) 인쇄, 슬롯다이(slot die) 코팅, 콤마(comma) 코팅 방식 등을 통하여 은(Silver)을 사용한 전극 라인 및 커패시터 패턴을 형성함으로써 저비용의 누액 감지 장치를 구현할 수 있다.
대안적으로, 제1 및 제2 전극 라인(110, 120) 및 정전용량 커패시터(130)는 2개층 이상의 금속층으로 형성될 수 있으며, 아래쪽에 형성되는 제1 금속층은 전기전도도가 높은 구리층을 10~20μm의 두께로 형성하고, 위쪽의 제2 금속층은 니켈층으로 0.5~1μm 두께로 전기 도금하여 형성할 수 있다. 이러한 2개층의 금속층을 형성하는 방법을 예시하면, 먼저 베이스 필름(100) 위에 10~20μm 구리 박막을 접착한 후 질산 등의 에칭 용액을 사용하여 제1 금속층을 형성한다. 즉, 구리 박막 접착 후 포토리소그라피 공정을 사용하여 전극 라인 및 커패시터 부분만 남기고 나머지 부분은 에칭함으로써 제1 금속층을 형성한다. 이후, 제1 금속층 위에 전기도금 방식에 의하여 니켈을 전기도금 하여 제2 금속층을 형성한다.
비접촉 보호 필름(200)은 베이스 필름(100)의 상부에 적층되어 제1 및 제2 전극 라인(110, 120)과 정전용량 커패시터(130)가 누설 액체와 접촉되는 것을 완전히 차단하는 층으로, 센싱 홀이 형성되어 있지 않다. 따라서, 비접촉 보호 필름(200)은 전도성 누액이 발생할 경우 정전용량형 커패시터의 양전극과 음전극이 단락되는 것을 방지할 뿐 아니라, 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량형 커패시터의 누액에 의한 손상을 방지하게 된다. 또한, 제1 및 제2 전극 라인(110, 120)과 정전용량 커패시터(130)가 공기 중에 노출되는 것을 차단함으로써, 기존의 센싱 홀에 의한 액체, 화학 용액, 수분, 먼지의 침투를 방지할 수 있고, 그에 따라, 전기분해 등에 의한 감지라인의 부식문제를 해결할 수 있고, 전기적 노이즈가 감지회로를 통해 흘러들어오는 것을 최소화하여 스파크 등을 방지하여 안정적으로 누설된 액체를 오동작 없이 감지할 수 있다.
비접촉 보호 필름(200)은 폴리이마이드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 에나멜, 알키드 수지, 비닐계 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 고분자 폴리머와 무도전성 카본 등을 포함하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 비접촉 보호 필름(200)의 두께는 10μm 내지 50μm의 범위가 바람직하며, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후술하는 바와 같이 보호 필름(200)의 두께는 적절하게 선택할 수 있다.
도 5는 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 형성된 베이스 필름(100) 위에 비접촉 보호 필름(200)을 형성하는 방법을 예시하는 도면으로서, 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 형성된 베이스 필름(100) 상에 액체 상태의 코팅액을 도포하여 비접촉 보호 필름(200)을 형성하는 방법이다. 먼저, 슬롯 다이 내에 베이스 필름(100)의 폭에 맞게 마스크(도시되지 않음)를 설치한 후, 슬롯 다이의 용액 투입구를 통하여 코팅액을 주입하고, 베이스 필름(100)이 이동되면서, 나이프형 어플리케이터(510)로 도포를 진행하며, 80-120℃의 하부 롤러로 일정 압력을 가하여 비접촉 보호 필름(200)을 형성할 수 있다.
대안적으로, 필름 형상의 보호 필름(200)을 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 형성된 베이스 필름(100)과 한 쌍의 가압 롤러 사이로 통과시켜 합지할 수도 있다.
베이스 필름(100)의 하부면에는 접지층(300)이 형성되며, 접지층(300)은 구리 박막이 바람직하다. 이러한 접지층(300)은 베이스 필름(100)과 지면 방향으로 양전극과 음전극 사이에서 발생하는 주변 전기장을 제거하고 전극과 지면의 균일 전기장만 유지함으로써 주변 전기장과 외부로부터 유입되는 노이즈 등을 차단하여 감지 장치의 신뢰성 및 안정화를 증대시킨다. 접지층(300)은 베이스 필름(100)의 하부면의 적어도 일부에 형성되며, 접지층(300)의 면적이 클수록 전체 정전용량값을 크게 할 수 있어서 바람직하다. 다만, 누액 감지 장치가 커넥터와 연결되어 전원이 인가될 때 접지층(300)에 의하여 양전극과 음전극이 단락될 수 있기 때문에, 도 1에서와 같이 정전용량 커패시터가 형성되지 않는 대응 영역에서 적어도 일부의 접지층을 제거한 단락 방지부(310)를 형성함으로써, 접지 면적을 최대로 하면서도, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 단락되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 단락 방지부(310)는 그 면적을 최소로 하면서도 단락 현상을 방지하기 위하여 좁고 긴 직사각형 개구부로 형성할 수 있으나, 이러한 단락 방지부(310)의 형상은 도시된 것에 한정되지 않으며, 제1 전극 라인(110) 또는 제2 전극 라인(120) 대응부의 접지층의 일부를 제거한 형태로 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 도 1의 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치에 누액이 발생하는 경우 정전용량 커패시터(130)의 정전용량 값에 대하여 살펴본다
도 6a는 도 1의 실시예에 따른 누액 감지 장치의 전기장 분포를 도시한 도면이다. 양전극과 음전극 사이의 영역으로는 균일 전기장인 Eh가 형성되고, 양전극 및 음전극과 접지층(300) 사이에는 균일 전기장인 Ev가 형성되며, 양전극과 음전극 주변에는 주변 전기장 Eenv 가 형성된다. 본 발명에 따른 누액 감지 장치에서 전극의 폭과 두께는 매우 작지만 비접촉 정전용량형 커패시터에는 각각의 라인을 형성하기 때문에, 전극의 표면적을 크게 증가할 수가 있어서 큰 정전용량 값을 얻을 수 있다.
도 6b는 도 6a의 감지 장치의 등가 회로를 나타낸 그림이다. 본 그림에서 감지 장치 구조에서 생성되는 정전용량 값은 Csub, Cdir, Cins, Cmut, 그리고 Cair 로 구성되며, 균일 전기장(Eh, Ev)으로 형성된 정전용량 값은 Cdir 및 Csub이며, 주변 전기장(Eenv )으로 형성된 정전용량 값은 Cins, Cmut, 그리고 Cair 이다. 그리고 총 정전용량 값(Ctotal)은 위의 정전용량 값의 합으로 나타난다.
Ctotal = Csub + Cdir + Cins + Cmut + Cair
여기서, Csub는 베이스 필름에서 생성되는 정전용량, Cdir은 각각의 빗살라인, 전극라인을 포함하는 전극 사이의 정전용량, Cins는 비접촉 보호 필름에서 생성되는 정전용량, Cmut(material under test)는 비접촉 보호 필름 표면의 누출용액에서 발생되는 정전용량, Cair는 공기 중에서 발생 되는 정전용량이다.
따라서, 본 발명에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치의 총 정전용량 값(Ctotal)을 크게 증가시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 각각 도 1의 실시예에서, 보호 필름(200) 위에 용액이 누출되지 않은 상태(공기 상태)와 용액이 누출되었을 때의 정전용량 프린징 모델(Capacitive Fringing Model)을 도시한 도면이다. 도 7a는 보호 필름(200) 위에 용액 누출이 없는 경우이고, 도 7b는 보호 필름 위에 자유전자가 많은 전해질 용액의 누출 시의 등가 회로를 나타낸다. 즉, 도 7a의 보호 필름(200) 위에 용액 누출이 없는 경우의 주변 전기장(E1-E4)에 비하여, 도 7b에서는 주변 전기장(E1-E4)의 변화가 발생한다. 즉, 누출된 전해질 용액에 의하여 주변 전기장이 감소하며, 반면에 전하량은 증가하게 되어 총 정전용량 값은 증가하게 된다. 도 7b에서 주변전기장 E1, E2, E3 및 E4 중에서 E1은 보호 필름(200)을 통과할 수가 없어서 전해질 용액의 전하량 생성에 기여하지 못한다. 반면에 E2, E3 및 E4는 보호 필름을 통과한 주변 전기장으로서 전해질 용액의 전하량 생성에 크게 기여한다. 따라서, 보호 필름(200)의 두께는 전해질 용액의 전하량 생성에 주요한 요소이므로, 소망하는 범위의 정전용량을 얻기 위하여 적절히 선택할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 누액 감지 장치에서는 베이스 필름(100)의 하부면에 접지층(300)을 형성함으로써 균일 전기장을 증가시키고 외부로부터 유입되는 노이즈 등을 차단하여 누액 감지 장치의 안정화를 증대시킨다.
도 11은 도 1의 비접촉 정전용량 누액 감지 장치에서 누액에 따른 정전용량을 측정하여 도시한 그래프이다. 5개의 정전용량형 커패시터가 형성된 누액 감지 장치의 비접촉 보호 필름(200)에 각각 물, 소금물, 부동액을 1 ml씩 각각의 정전용량형 커패시터에 떨어트려 정전용량값을 측정하였다. 가로축의 1홀이라는 것은 첫 번째 정전용량형 커패시터에 1 ml의 용액을 떨어트린 상태이고, 2홀은 1홀 상태에서 두 번째 정전용량형 커패시터에 1 ml의 용액을 떨어트린 상태이며, 이후도 마찬가지이다. 공기 중에서의 정전용량 값(47pF)에 비교할 때 물, 소금물 및 부동액 때문에 주변전기장의 변화 및 표면 전하량의 변화로 감지 장치의 정전용량 값이 크게 증가됨을 알 수 있다. 또한, 커패시터 패턴의 수가 증가할수록 각 패턴 위의 누액으로부터 발생되는 정전용량 값 때문에 5개 커패시터의 총 정전용량 값은 증가되는 것을 알 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치에서 사용할 수 있는 빗살전극형 정전용량 커패시터의 배열을 예시한 도면이다.
도 8a의 실시예는 빗살전극형 커패시터를 ㄷ자형으로 배열하되 서로 이격되지 않고 연속적으로 배열한 예시이다. 기존의 누액 감지 장치의 경우, 각도가 꺾이는 모서리 부분에 누액 감지 장치를 설치할 경우, 별도의 코너형 커넥터를 사용하여야 했지만, 본 발명의 도 8a과 같은 배열을 가진 누액 감지 장치는 빗살전극형 커패시터를 모서리 형태에 맞추어 서로 수직하게 배열시킴으로써 별도의 코너형 커넥터 없이도 설치할 수 있을 뿐 아니라 모서리 부분까지 완벽하여 누액 감지를 할 수 있다는 장점이 있다.
도 8b은 빗살전극형 커패시터를 2차원 행렬로 배열한 예시이다. 도 8b의 빗살전극형 커패시터를 사용하는 누액 감지 장치는 넓은 면적으로 확장하여 누액을 감지할 수 있기 때문에 면적 센서로서 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 누액을 감지해야 하는 장소 및 주변 환경, 사용 목적에 따라서 빗살전극형 커패시터를 적절하게 연속적으로 또는 서로 이격하게 배열하여 감지 장치를 형성할 수 있으므로 적용 범위가 넓어지고 활용도가 높아진다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정정용량형 누액 감지 장치를 설명한다. 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치를 도시한 분해 사시도로서, 본 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치는 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치와 유사하나 정전용량 커패시터(150)가 링전극형 패턴인 점이 다르다.
도 10을 참조하면, 정전용량 커패시터(150) 각각은, 제1 전극 라인(110)과 전기적으로 연결되고 길이 방향으로 연장되는 2개의 제1 직선 줄기 라인(151, 153)과, 제2 전극 라인(120)과 전기적으로 연결되고 길이 방향과 수직한 방향으로 연장되는 제2 직선 줄기 라인(155)을 포함한다. 이때, 2개의 제1 직선 줄기 라인(151, 153)에서 복수 개의 제1 원호 줄기 라인(152, 154)이 각각 분기되어 나오며, 복수 개의 제1 원호 줄기 라인(152, 154)은 각각 제1 직선 줄기 라인(151, 153)을 중심으로 대칭으로 형성된다. 제2 직선 줄기 라인(155)에서는 복수 개의 제2 원호 줄기 라인(156)이 제2 직선 줄기 라인(155)을 중심으로 대칭으로 형성된다. 또한, 복수 개의 제1 원호 줄기 라인(152)과 제2 원호 줄기 라인(156)은 서로 교번하여 배열되고, 제1 원호 줄기 라인(154)과 제2 원호 줄기 라인(156)은 서로 교번하여 배열된다.
또한, 복수 개의 제1 원호 줄기 라인(152, 154)과 복수 개의 제2 원호 줄기 라인(156)은 동심원 상으로 배치되고, 복수 개의 제1 원호 줄기 라인(152)의 최외곽 줄기 라인은 제1 전극 라인(110)과 연결되는 형상이다.
본 발명의 실시예에 따른 정전용량 커패시터(150)는 복수 개의 제1 원호 줄기 라인(152, 154)과 제2 원호 줄기 라인(156)이 동심원 상으로 배치되면서 서로 교번하여 배열됨으로써, 양전극과 음전극이 서로 마주하는 표면적이 커지게 되고, 큰 표면적에 의하여 정전용량 값도 커지게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 베이스 필름
110: 제1 전극 라인
120: 제2 전극 라인
130, 150: 정전용량 커패시터
131, 133: 제1 메인 줄기 라인
132, 134: 제1 빗살 라인
135: 제2 메인 줄기 라인
136, 138: 제2 빗살 라인
151, 153: 제1 직선 줄기 라인
152, 154: 제1 원호 줄기 라인
155: 제2 직선 줄기 라인
156, 158: 제2 원호 줄기 라인
200: 비접촉 보호 필름
300: 접지층
310: 단락 방지부

Claims (18)

  1. 누설되는 액체를 감지하는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치로서,
    적어도 하나의 길이 방향으로 연장되는 절연성 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 형성되는 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인;
    상기 베이스 필름 상에 상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인과 연결되어 배열되는 복수 개의 정전용량 커패시터; 및
    상기 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 배치되는 베이스 필름 위에 배치되어, 상기 액체가 상기 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터에 접촉하는 것을 완전히 차단하는 비접촉 보호 필름
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 정전용량 커패시터 각각은 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1 빗살 라인과; 상기 제2 전극 라인과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제2 빗살 라인이 서로 교번하여 배열되는 빗살전극 패턴을 포함하고,
    총 정전용량 값(Ctotal)은 다음의 식에 의하여 결정되며,
    Ctotal = Csub + Cdir + Cins + Cmut + Cair
    (여기서, Csub는 베이스 필름에서 생성되는 정전용량, Cdir은 각각의 빗살라인, 전극라인을 포함하는 전극 사이의 정전용량, Cins는 비접촉 보호 필름에서 생성되는 정전용량, Cmut(material under test)는 비접촉 보호 필름 표면의 누출용액에서 발생되는 정전용량, Cair는 공기 중에서 발생 되는 정전용량임)
    액체의 누설이 없는 경우의 총 정전용량 값과 액체의 누설이 있는 경우의 총 정전용량값을 비교하여 액체의 누설을 감지하되,
    액체의 누설이 있는 경우,
    i) 상기 누설된 액체에 의하여 상기 비접촉 보호필름을 통과하는 주변 전기장과, 상기 비접촉 보호필름을 통과하지 못하는 주변 전기장이 생기게 되고,
    ii) 상기 비접촉 보호필름을 통과하지 못한 주변 전기장은 상기 누설된 액체에서의 전하량 증가나 총 정전용량의 변화에 기여하지 못하고,
    iii) 상기 비접촉 보호 필름을 통과한 주변 전기장에 의하여 상기 누설된 액체에서의 전하량이 증가되고, 상기 전하량의 증가에 따라 Cins, Cmut, Cair의 변화가 생기게 됨으로써 총 정전용량의 값이 변화하여 액체의 누설을 감지하는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전용량 커패시터는
    상기 제1 전극 라인과 연결되어, 상기 제2 전극 라인 쪽으로 연장되는 2개의 제1 메인 줄기 라인; 및
    상기 제2 전극 라인과 연결되어, 상기 제1 전극 라인 쪽으로 연장되며, 상기 2개의 제1 메인 줄기 라인 사이에, 형성되는 제2 메인 줄기 라인;
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 제1 빗살 라인은 상기 제1 메인 줄기 라인에서 분기되어, 상기 제2 메인 줄기 라인 쪽으로 형성되고,
    상기 복수 개의 제2 빗살 라인은 상기 제2 메인 줄기 라인에서 분기되어, 상기 2개의 제1 메인 줄기 라인 쪽으로 교번하여 형성되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 빗살 라인은 제2 메인 줄기 라인을 중심으로 비대칭으로 형성되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 빗살 라인은 제2 메인 줄기 라인을 중심으로 대칭으로 형성되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  5. 누설되는 액체를 감지하는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치로서,
    적어도 하나의 길이 방향으로 연장되는 절연성 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 형성되는 제1 전극 라인과 제2 전극 라인;
    상기 베이스 필름 상에 상기 제1 및 제2 전극 라인과 연결되는 배열되는 복수 개의 정전용량 커패시터; 및
    상기 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터가 배치되는 베이스 필름 위에 배치되어, 상기 액체가 상기 제1 및 제2 전극 라인과 정전용량 커패시터에 접촉하는 것을 완전히 차단하는 비접촉 보호 필름
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 정전용량 커패시터 각각은
    상기 제1 전극 라인과 전기적으로 연결되고, 길이 방향으로 연장되는 2개의 제1 직선 줄기 라인;
    상기 제2 전극 라인과 전기적으로 연결되고, 길이 방향과 수직한 방향으로 연장되는 제2 직선 줄기 라인;
    상기 제1 직선 줄기 라인 각각으로부터 분기되어 나오는 복수 개의 제1 원호 줄기 라인; 및
    상기 제2 직선 줄기 라인으로부터 분기되어 나오는 복수 개의 제2 원호 줄기 라인
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 제1 원호 줄기 라인과 상기 복수 개의 제2 원호 줄기 라인은 서로 교번하여 배열되고,
    총 정전용량 값(Ctotal)은 다음의 식에 의하여 결정되며,
    Ctotal = Csub + Cdir + Cins + Cmut + Cair
    (여기서, Csub는 베이스 필름에서 생성되는 정전용량, Cdir은 Cdir은 각각의 줄기라인, 전극라인을 포함하는 전극 사이의 정전용량, Cins는 비접촉 보호 필름에서 생성되는 정전용량, Cmut(material under test)는 비접촉 보호 필름 표면의 누출용액에서 발생되는 정전용량, Cair는 공기 중에서 발생 되는 정전용량임)
    액체의 누설이 없는 경우의 총 정전용량 값과, 액체의 누설이 있는 경우의 총 정전용량값을 비교하여 액체의 누설을 감지하되,
    액체의 누설이 있는 경우,
    i) 상기 누설된 액체에 의하여 상기 비접촉 보호필름을 통과하는 주변 전기장과, 상기 비접촉 보호필름을 통과하지 못하는 주변 전기장이 생기게 되고,
    ii) 상기 비접촉 보호필름을 통과하지 못한 주변 전기장은 상기 누설된 액체에서의 전하량 증가나 총 정전용량의 변화에 기여하지 못하고,
    iii) 상기 비접촉 보호 필름을 통과한 주변 전기장에 의하여 상기 누설된 액체에서의 전하량이 증가되고, 상기 전하량의 증가에 따라 Cins, Cmut, Cair의 변화가 생기게 됨으로써 총 정전용량의 값이 변화하여 액체의 누설을 감지하는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 원호 줄기 라인 및 상기 복수 개의 제2 원호 줄기 라인은 동심원 상으로 배치되고,
    상기 복수 개의 제1 원호 줄기 라인은 상기 제1 직선 줄기 라인을 중심으로 대칭으로 형성되고,
    상기 복수 개의 제2 원호 줄기 라인은 상기 제2 직선 줄기 라인을 중심으로 대칭으로 형성되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 원호 줄기 라인 중 최외곽 줄기 라인은 제1 전극 라인과 연결되는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수 개의 정전용량 커패시터 각각은 서로 길이 방향으로 이격되어 배열되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수 개의 정전용량 커패시터는 연속적으로 배열되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 정전용량 커패시터 중 일부가 서로 수직하게 배열되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 복수 개의 정전용량 커패시터가 2차원 행렬로 배열되는
    필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 제1 전극 라인, 제2 전극 라인 및 정전용량 커패시터는 그라비아(Gravuer) 인쇄, 롤투롤(roll to roll) 인쇄, 슬롯다이(slot die) 코팅, 및 콤마(comma) 코팅을 포함하는 그룹에서 선택되는 방식으로 형성되는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  13. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 비접촉 보호 필름은 폴리이마이드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 에나멜, 알키드 수지, 및 비닐계 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 고분자 폴리머와 무도전성 카본을 포함하는 재료로 형성되는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서
    상기 비접촉 보호 필름의 두께는 10 - 50 μm의 범위인 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 비접촉 보호 필름의 상기 재료가 상기 제1 전극 라인, 제2 전극 라인 및 정전용량 커패시터가 형성된 상기 베이스 필름 위에 액상으로 도포되어 비접촉 보호 필름을 형성하는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 비접촉 보호 필름은 나이프형 어플리케이터로 상기 재료를 도포하면서 80-120℃의 하부 롤러로 일정 압력을 가하여 형성되는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  17. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 필름 하부면에 배치되는 접지층
    을 더 포함하는 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 접지층은 상기 정전용량 커패시터가 형성되지 않는 위치에 대응하여, 접지층이 제거된 단락 방지부가 형성된 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치.
KR1020210051675A 2021-04-21 2021-04-21 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치 KR102397328B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210051675A KR102397328B1 (ko) 2021-04-21 2021-04-21 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210051675A KR102397328B1 (ko) 2021-04-21 2021-04-21 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102397328B1 true KR102397328B1 (ko) 2022-05-13

Family

ID=81583556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210051675A KR102397328B1 (ko) 2021-04-21 2021-04-21 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102397328B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3704685B2 (ja) * 2002-07-29 2005-10-12 株式会社山武 静電容量センサ
KR101460020B1 (ko) 2013-02-04 2014-11-10 (주)유민에쓰티 산성용액 누설 감지 장치
KR101470308B1 (ko) 2013-10-29 2014-12-08 (주)유민에쓰티 리크 감지 장치 및 이를 이용한 원격 모니터링 시스템
KR101856619B1 (ko) * 2016-06-08 2018-05-10 심충식 누액 감지 케이블 및 그 제조 방법
JP2020003356A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 日本ピラー工業株式会社 センサ装置
KR102156129B1 (ko) * 2019-01-22 2020-09-15 주식회사 씨티에이 비접촉식 누액 센서

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3704685B2 (ja) * 2002-07-29 2005-10-12 株式会社山武 静電容量センサ
KR101460020B1 (ko) 2013-02-04 2014-11-10 (주)유민에쓰티 산성용액 누설 감지 장치
KR101470308B1 (ko) 2013-10-29 2014-12-08 (주)유민에쓰티 리크 감지 장치 및 이를 이용한 원격 모니터링 시스템
KR101856619B1 (ko) * 2016-06-08 2018-05-10 심충식 누액 감지 케이블 및 그 제조 방법
JP2020003356A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 日本ピラー工業株式会社 センサ装置
KR102156129B1 (ko) * 2019-01-22 2020-09-15 주식회사 씨티에이 비접촉식 누액 센서

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
[1] Tianming Chen and Nicola Rapids, "Design of interdigital spiral and concentric capacitive sensors for materials evaluation", The 39th Annual Review of Progress in Quantμm Nondestructive Evaluation, pp. 1593-1600, 2013
[2] J. W. Kim, Preveen Pasupathy, Sheng Zhang, and Dean P. Neikirk, "Measurement of liquid complex dielectric constants using non-contact sensors", IEEE Sensors 2009 Conference, pp. 2017-2020, 2009

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103765235B (zh) 无接触式电容间距传感器
US7525304B1 (en) Measurement of effective capacitance
CN101915788A (zh) 用于多相流持液率测量的具有液体电极的电容式传感器
CN104913881A (zh) 一种利用离子溅射镀膜电路的漏液检测传感器及其制造工艺
CN111257660B (zh) 流体管路内部静电测量系统及其方法
KR20200016661A (ko) 정전용량형 오일 감지 센서
KR102397328B1 (ko) 필름형 비접촉 정전용량형 누액 감지 장치
KR20160006091A (ko) 용액 누설 감지 장치
US11467117B2 (en) Sensor array
KR102344636B1 (ko) 정전용량형 누액 감지 장치
KR20200005851A (ko) 누액 감지 센서 및 누액 감지 장치
US10732065B2 (en) Apparatus and method of detecting breaches in pipelines
CN106352783B (zh) 厚度检测装置
KR20110121112A (ko) 수위센서의 구조
EP3902963B1 (en) Leak detection system and method
JP2020003356A (ja) センサ装置
CN103245393B (zh) 比例式多重切换物液位量测方法及装置
JP6924652B2 (ja) 付着物測定装置
RU2337327C2 (ru) Устройство измерения уровней границ раздела сред и способ измерения уровней границ раздела сред
KR102006469B1 (ko) 프로브 타입의 누액 감지센서를 이용한 액상 화학물질 모니터링 장치 시스템
JP7152708B2 (ja) 静電容量型センサ
KR101847090B1 (ko) 누설 및 누설위치 감지 센서
CN205426436U (zh) 一种利用离子溅射镀膜电路的漏液检测传感器
WO2021070870A1 (ja) 電気化学センサ
Preda et al. Low-cost impedance analyzer and IDC sensors: an imperfect tool for dielectric condition monitoring

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant