KR102493135B1 - Charge Plate Monitor with small charging plate based on network - Google Patents

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KR102493135B1 KR1020210021675A KR20210021675A KR102493135B1 KR 102493135 B1 KR102493135 B1 KR 102493135B1 KR 1020210021675 A KR1020210021675 A KR 1020210021675A KR 20210021675 A KR20210021675 A KR 20210021675A KR 102493135 B1 KR102493135 B1 KR 102493135B1
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Abstract

네트워크 기반의 소형 대전판을 가지는 챠지 플레이트 모니터링 장치는 이온을 수집하는 탑 플레이트(Top Plate) 및 대전극인 바텀 플레이트(Bottom Plate)를 포함하는 대전판과, 미리 설정된 출력전압을 대전판에 출력하는 고전압 발생부와, 대전판의 전위변화를 비례적으로 계측하기 위해 대전판의 전위와 평행한 전위를 가지는 전압평형회로와, 전압평형회로의 전위를 입력신호로 하는 아날로그 디지털 컨버터와, 아날로그 디지털 컨버터의 출력신호를 수집하는 임베디드 데이터처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A network-based charge plate monitoring device having a small charge plate includes a charge plate including a top plate for collecting ions and a bottom plate as a counter electrode, and a high voltage for outputting a preset output voltage to the charge plate. A generator, a voltage balancing circuit having a potential parallel to the potential of the charging plate in order to proportionally measure the change in potential of the charging plate, an analog-to-digital converter having the potential of the voltage balancing circuit as an input signal, and an analog-to-digital converter It is characterized in that it comprises an embedded data processing unit for collecting output signals.

Description

네트워크 기반의 소형 대전판을 가지는 챠지 플레이트 모니터링 장치{Charge Plate Monitor with small charging plate based on network}Charge plate monitoring device having a network-based small charging plate {Charge Plate Monitor with small charging plate based on network}

본 발명은 챠지 플레이트 모니터링 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 네트워크 기반의 소형 대전판을 가지는 챠지 플레이트 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a charge plate monitoring device, and more particularly, to a network-based charge plate monitoring device having a small electrification plate.

산업이 고도화함에 따라 정전기에 의한 시스템 및 전자산업에 있어서 정전기 방전(ESD: Electrostatic Discharge)에 대한 억제 및 예측기술 등이 산업적인 파급효과가 지대한 주요기술로 부각되고 있다. As the industry advances, suppression and prediction technology for ESD (Electrostatic Discharge) in the system and electronics industry due to static electricity are emerging as major technologies with great industrial ripple effects.

특히, 전자산업 부문에서 전자회로의 고밀도 고집적화에 따른 정전기 방전 문제에 대한 이해도가 증가하면서, 전자, 반도체 분야의 정전기 장해에 대한 대책 및 분석 등에 대한 기술 및 제품의 개발이 필요하게 되었다. In particular, as the understanding of the electrostatic discharge problem due to the high density and high integration of electronic circuits increases in the electronics industry, it is necessary to develop technologies and products for countermeasures and analysis of electrostatic disturbances in the electronics and semiconductor fields.

정전기 장해에 대한 대책으로 사용되는 장비가 이오나이저이다.An equipment used as a countermeasure against electrostatic disturbance is an ionizer.

이오나이저는 다양한 종류가 있으며 특성이나 중화 효과가 다르므로 기기의 동작을 잘 이해하고 사용해야 하며 대상이 되는 정전기 장해에 대하여 적절한 기기를 선정할 수 있도록 조사, 검토할 필요가 있다. 이오나이저는 이온 생성 방식에 3가지로 분류된다.Since there are various types of ionizers and their characteristics and neutralization effects are different, it is necessary to understand and use the operation of the device and to investigate and review to select the appropriate device for the target electrostatic disturbance. The ionizer is classified into three types according to the ion generation method.

① 코로나 방전식① Corona discharge type

바늘 모양의 방전 전극에 전계를 집중시켜 공기를 국소적으로 절연 파괴하여 코로나 방전을 발생하여 공기 이온을 생성하여 방전 침에 (+)전압을 인가하면 (+)이온이 생성되고 ( - )전압을 인가하면 ( - )이온이 생성된다. 코로나 방전식 이오나이저는 방전 전극부에 대한 고전압 인가 방식에 따라 교류방식, 직류방식, 펄스 직류방식의 세 종류로 나눌 수 있다.By concentrating an electric field on the needle-shaped discharge electrode, the air is locally insulated, causing a corona discharge to generate air ions. When a (+) voltage is applied to the discharge needle, (+) ions are generated and (-) voltage When applied, (-) ions are generated. The corona discharge type ionizer can be divided into three types according to the method of applying high voltage to the discharge electrode part: an AC method, a DC method, and a pulsed DC method.

② 방사선식② radiation type

폴로늄 210 등의 방사선 동위원소는α선을 방사한다. 입자는 양자 두 개 중성자 두개로 구성되는 헬륨 원자핵으로 공기 분자와의 충돌에 의해 공기분자를 이온화한다. α입자가 공기 분자와 충돌하면 공기 분자는 그 외각 전자가 튀어 나가며 양이온이 된다. 이탈한 전자는 다른 공기 분자에 포획되어 음이온을 형성한다.Radioactive isotopes such as polonium 210 emit alpha rays. Particles are helium nuclei composed of two protons and two neutrons, which ionize air molecules by colliding with them. When α-particles collide with air molecules, the air molecules eject their outer electrons and become positive ions. The released electrons are captured by other air molecules to form negative ions.

③ 연 x선식③ soft x-ray

매우 파장이 짧은 전자파의 일종으로 광자가 공기 분자에 충돌했을 때 비탄성 산란이 일어나며 공기 분자에서 전자가 밖으로 튀어 나가며 공기 분자는 양이온이 된다. 튀어 나간 전자는 별도의 공기 분자에 포획되어 음이온을 형성한다.As a type of electromagnetic wave with a very short wavelength, inelastic scattering occurs when photons collide with air molecules, and electrons are ejected from the air molecules, and the air molecules become positive ions. The ejected electrons are captured by separate air molecules and form negative ions.

이오나이저의 성능평가를 위한 측정항목은 Ion Balance·Offset Voltage와 감쇠시간 (+/-), Air Flow, 이온량으로 크게 네 가지로 나눌 수 있다. 이 가운데 방전전압, 방전시간, 풍속은 표준에서 측정해야 할 항목으로 지정하고 있으나, 풍향과 이온량 측정은 표준 시험방법이 확립되지 않았다. CPM(Charge Plate Monitor)을 이용하여 1,000 V 로 인가된 전압이 100 V 까지 되는 시간을 감쇠 시간(Decay Time)이라고 하며 측정된 T2에서 T1을 뺀 값으로 계산할 수 있으며 도 1은 감쇠시간 측정법을 나타낸다.The measurement items for the performance evaluation of the ionizer can be largely divided into four categories: Ion Balance/Offset Voltage, decay time (+/-), air flow, and amount of ions. Among them, discharge voltage, discharge time, and wind speed are designated as items to be measured in the standard, but standard test methods have not been established for the measurement of wind direction and ion amount. The time when the applied voltage of 1,000 V reaches 100 V using CPM (Charge Plate Monitor) is called Decay Time and can be calculated by subtracting T1 from measured T2. Figure 1 shows the decay time measurement method. .

이오나이저 성능을 측정하기 위해 규격에서 권장하는 CPM(Charge Plate Monitor)에 의한 측정법을 적용하는 대전판은 150mm x 150mm로 전기적 연결이 없는 시험기에 장착했을 때의 최소 정전기 용량은 15pF이며 대전판과 회로를 포함한 총 정전기 용량은 (20±2)pF이다To measure the performance of the ionizer, the charging plate to which the measurement method by the CPM (Charge Plate Monitor) recommended by the standard is applied is 150mm x 150mm. The total capacitance including is (20±2)pF

현재 Oscilation Chopper type의 센서를 이용한 CPM(Charge Plate Monitor)이 제작, 판매되고 있다. 하지만 제품의 측정 성능은 10%이내의 오차율을 가지고 있다. 다수의 제품이 Oscilation Chopper Type의 센서를 활용한 표면전위 센서 및 다수의 정전기 계측 장비를 보유하고 있지만, 계측 오차에서는 비교적 큰 오차를 가지고 있는 상황이다.Currently, CPM (Charge Plate Monitor) using Oscillation Chopper type sensor is manufactured and sold. However, the measurement performance of the product has an error rate of less than 10%. Although many products have surface potential sensors using oscillation chopper type sensors and a number of static electricity measurement equipment, they have relatively large errors in measurement errors.

대한민국 등록특허 등록번호 제10-1629915호는 챠지 플레이트 모니터링 장치이며, OCS(Oscilation Chopper Sensor) 센서의 성능으로 제품의 성능을 나타나게 된다. Korean Patent Registration No. 10-1629915 is a charge plate monitoring device, and the performance of the OCS (Oscilation Chopper Sensor) sensor shows the performance of the product.

이오나이저의 성능 평가에는 대전판 전압(Ion Balance), 감쇠 시간(Decay Time)로 평가가 이루어지게 된다. 국내에서 보급된 대부분의 종래의 정전기 센서의 경우, 표면 전위 센서를 활용한 제품이 대부분이다. In the performance evaluation of the ionizer, the evaluation is performed with the charge plate voltage (Ion Balance) and the decay time (Decay Time). In the case of most conventional electrostatic sensors distributed in Korea, most of them are products using surface potential sensors.

감쇠 시간(Decay Time)을 계측하기 위해서는 플레이트(Plate)에 원하는 전압을 대전시킨 이후, 이오나이저에 의해 감쇠되는 시간을 계측하여한 한다. 그러나 종래의 표면 전위 센서는 사용 환경과 자체 성능으로 계측기의 오차가 증가하게 된다.In order to measure the decay time, after the desired voltage is charged to the plate, the decay time by the ionizer is measured. However, the error of the conventional surface potential sensor increases due to the use environment and its own performance.

KR 10-1629915 BKR 10-1629915 B

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 대전판의 전위와 평행한 전위를 가지는 전압평형회로를 이용하여 측정 오차를 감소시킬 수 있는 네트워크 기반의 소형 대전판을 가지는 챠지 플레이트 모니터링 장치를 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above technical problems, and monitors a charge plate having a network-based small charge plate capable of reducing measurement errors by using a voltage equalization circuit having a potential parallel to that of the charge plate. provide the device.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이온을 수집하는 탑 플레이트(Top Plate) 및 대전극인 바텀 플레이트(Bottom Plate)를 포함하는 대전판과, 미리 설정된 출력전압을 대전판에 출력하는 고전압 발생부와, 대전판의 전위변화를 비례적으로 계측하기 위해 대전판의 전위와 평행한 전위를 가지는 전압평형회로와, 전압평형회로의 전위를 입력신호로 하는 아날로그 디지털 컨버터와, 아날로그 디지털 컨버터의 출력신호를 수집하는 임베디드 데이터처리부를 포함하는 챠지 플레이트 모니터링 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention to solve the above problem, a charging plate including a top plate for collecting ions and a bottom plate as a counter electrode, and outputting a preset output voltage to the charging plate A high voltage generating unit for proportionally measuring the potential change of the charging plate, a voltage balancing circuit having a potential parallel to that of the charging plate, an analog-to-digital converter having the potential of the voltage balancing circuit as an input signal, and an analog-to-digital converter A charge plate monitoring device including an embedded data processing unit for collecting an output signal of a converter is provided.

또한, 본 발명에서 임베디드 데이터처리부에서 전송되는 측정 데이터를 데이터베이스화하여 관리하는 제어 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, it is characterized in that it further comprises a control computer that manages the database of the measurement data transmitted from the embedded data processing unit.

국내 시장에서는 대부분의 정전기 계측 장비는 표면 전위 센서를 활용하는 계측기로 구성되어 있다. 그러나 이오나이저의 성능 평가에는 적절하지 않다. 그 이유는 평가 기준의 하나인 정전기 감쇠 시간(Decay Time) 측정을 정확하게 평가할 수 없기 때문이다.In the domestic market, most electrostatic measurement equipment consists of instruments utilizing surface potential sensors. However, it is not suitable for evaluating the performance of the ionizer. The reason is that the measurement of static decay time, which is one of the evaluation criteria, cannot be accurately evaluated.

이를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 챠지 플레이트 모니터링 장치는 대전판의 전위와 평행한 전위를 가지는 전압평형회로를 이용하여 측정 오차를 3%(30V) 이내로 감소시킬 수 있다.To solve this problem, the charge plate monitoring device according to an embodiment of the present invention can reduce the measurement error to within 3% (30V) by using a voltage balancing circuit having a potential parallel to that of the charging plate.

도 1은 감쇠 시간(Decay Time) 측정법을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 챠지 플레이트 모니터링 장치(1)의 구성도
도 3은 대전판의 설계 예시도 및 실사도
도 3a 내지 도 3c는 대전판의 상세설계 예시도
도 4는 고전압 발생부의 고전압 드라이브회로의 예시도
도 5는 전압평형회로 구현을 위한 기준전압 출력회로 예시도
도 6은 기준전압 출력회로와 전압평형회로의 전압 표시 회로 예시도
도 7은 아날로그-디지털 컨버터의 전압분배회로의 예시도
도 8은 아날로그-디지털 컨버터의 노이즈 제거회로와 전원 시프트 회로의 예시도
도 9는 대전판의 전위를 측정하기 위한 테스트 측정환경의 예시도
1 is a diagram showing a method for measuring decay time (Decay Time)
2 is a block diagram of a charge plate monitoring device 1 according to an embodiment of the present invention.
3 is a design example and a live view of a charging plate
3a to 3c are detailed design examples of the charging plate
4 is an exemplary diagram of a high voltage drive circuit of a high voltage generating unit;
5 is an exemplary diagram of a reference voltage output circuit for implementing a voltage balancing circuit;
6 is an exemplary diagram of a voltage display circuit of a reference voltage output circuit and a voltage balance circuit;
7 is an exemplary diagram of a voltage distribution circuit of an analog-to-digital converter;
8 is an exemplary diagram of a noise removal circuit and a power shift circuit of an analog-to-digital converter.
9 is an exemplary diagram of a test measurement environment for measuring the potential of an electrification plate;

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough for those skilled in the art to easily implement the technical idea of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 챠지 플레이트 모니터링 장치(1)의 구성도이고, 도 3은 대전판의 설계 예시도 및 실사도이고, 도 3a 내지 도 3c는 대전판의 상세설계 예시도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of a charge plate monitoring device 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a design example and a live view of a charging plate, and FIGS. 3A to 3C are detailed design examples of the charging plate. .

본 실시예에 따른 챠지 플레이트 모니터링 장치(1)는 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.The charge plate monitoring device 1 according to the present embodiment includes only a simple configuration for clearly explaining the technical idea to be proposed.

도 2 내지 도 3c를 참조하면, 챠지 플레이트 모니터링 장치(1)는 대전판(100), 고전압 발생부(200), 전압평형회로(300), 아날로그 디지털 컨버터(400), 임베디드 데이터처리부(500) 및 제어 컴퓨터(600)를 포함하여 구성된다.2 to 3c, the charge plate monitoring device 1 includes a charging plate 100, a high voltage generator 200, a voltage equalization circuit 300, an analog-to-digital converter 400, and an embedded data processing unit 500. and a control computer 600.

상기와 같이 구성되는 챠지 플레이트 모니터링 장치(1)의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.The main operations of the charge plate monitoring device 1 configured as described above are as follows.

챠지 플레이트 모니터링 장치(1)는 정전기 제거 장치의 성능 평가를 위한 사용하는 되는 장치로 정의된다.The charge plate monitoring device 1 is defined as a device used for performance evaluation of an electrostatic eliminator.

대전판(100)은 이온을 수집하는 탑 플레이트(Top Plate) 및 대전극인 바텀 플레이트(Bottom Plate)를 포함하여 구성되며, 탑 플레이트(Top Plate)와 바텀 플레이트(Bottom Plate) 사이에는 절연체가 구비될 수 있다.The charging plate 100 includes a top plate that collects ions and a bottom plate that is a counter electrode, and an insulator is provided between the top plate and the bottom plate. can

즉, 대전판(100)은 정전기 제거 장치(이오나이저)에서 발생하는 +/ - 이온을 수집하여, 계측 장치를 통하여 대전량을 표시할 수 있도록 하는 센서로 정의된다. That is, the charging plate 100 is defined as a sensor that collects +/- ions generated from an electrostatic eliminator (ionizer) and displays the amount of charge through a measuring device.

대전판(100)에 1000V의 고전압을 인가한 후, 이오나이저에 의해서 대전판(100)의 전압이 감소하는 감쇠 시간(Decay Time)을 측정하면서 이오나이저의 성능을 평가할 수 있도록 구성된다. 대전판(100)에는 BNC 커넥터가 연결될 수 있으며, 크기는 25.4mm x 25.4mm를 가지도록 구성될 수 있다.After applying a high voltage of 1000V to the charging plate 100, the performance of the ionizer can be evaluated while measuring a decay time during which the voltage of the charging plate 100 decreases by the ionizer. A BNC connector may be connected to the charging plate 100 and may be configured to have a size of 25.4 mm x 25.4 mm.

고전압 발생부(200)는 미리 설정된 출력전압을 대전판(100)에 출력한다.The high voltage generator 200 outputs a preset output voltage to the charging plate 100 .

고전압 발생부(200)는 출력 전압 범위가 최소 +1,100V ~ -1,100V 이상인 회로로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 고전압 발생부(200)는 Decay Time(±1,000V -> ±100V)을 계측하기 위한 ±1,100V 전압 출력할 수 있도록 구성된다.The high voltage generator 200 is preferably composed of a circuit having an output voltage range of at least +1,100V to -1,100V or more. That is, the high voltage generator 200 is configured to output ±1,100V voltage for measuring Decay Time (±1,000V -> ±100V).

전압평형회로(300)는 대전판(100)의 전위변화를 비례적으로 계측하기 위해 대전판(100)의 전위와 평행한 전위를 가지도록 구성된다.The voltage balancing circuit 300 is configured to have a potential parallel to that of the charging plate 100 in order to proportionally measure a potential change of the charging plate 100 .

아날로그 디지털 컨버터(400)는 전압평형회로(300)의 전위를 입력신호로 하여 아날로그 신호(전압)를 디지털 신호로 변환시킨다.The analog-to-digital converter 400 converts an analog signal (voltage) into a digital signal by using the potential of the voltage balancing circuit 300 as an input signal.

임베디드 데이터처리부(500)는 아날로그 디지털 컨버터(400)에서 출력되는 디지털 출력신호를 수집하고, 제어 컴퓨터(600)는 임베디드 데이터처리부(500)에서 전송되는 측정 데이터를 데이터베이스화하여 관리한다. 임베디드 데이터처리부(500)와 제어 컴퓨터(600)는 유무선 통신망을 통해서 데이터를 교환할 수 있도록 구성될 수 있다. 예시적으로 시리얼 통신(RS-485, RS-232)을 이용할 수 있다.The embedded data processing unit 500 collects digital output signals output from the analog-to-digital converter 400, and the control computer 600 manages the data transmitted from the embedded data processing unit 500 in a database. The embedded data processing unit 500 and the control computer 600 may be configured to exchange data through a wired or wireless communication network. For example, serial communication (RS-485, RS-232) may be used.

제어 컴퓨터(600)는 복수의 임베디드 데이터처리부(500)와 네트워크망으로 연결되어 복수의 임베디드 데이터처리부(500)에서 처리된 측정 데이터를 수신하고 관리할 수 있다.The control computer 600 may be connected to the plurality of embedded data processing units 500 through a network to receive and manage measurement data processed by the plurality of embedded data processing units 500 .

반도체 공정에서 특정 공정 장비에는 이오나이저가 수십 대가 설치되어 있으므로, 제어 컴퓨터(600)에서 스마트공장 활성화를 실현하기 위한 이오나이저의 성능 평가가 가능하도록 하여 경제적인 측면에서 많은 효과를 기대할 수 있다.Since dozens of ionizers are installed in specific process equipment in the semiconductor process, many effects can be expected in terms of economy by enabling the performance evaluation of the ionizer to realize the activation of the smart factory in the control computer 600.

도 4는 고전압 발생부의 고전압 드라이브회로의 예시도이다.4 is an exemplary diagram of a high voltage drive circuit of a high voltage generator.

도 4를 참조하면, 하나의 예시에 따른 고전압 드라이브회로는 타이머(NE555) 모듈의 트리거 방식을 이용하여 구성될 수 있다. 트랜지스터(Q13)에서 흐르는 전류가 특정 전압 이상이 될 경우, 타이머(NE555) 모듈을 트리거하여 고전압을 스위칭하며, 가변저항(VR4)에 의하여 고전압의 출력을 조절하도록 하였다.Referring to FIG. 4 , the high voltage drive circuit according to one example may be configured using a trigger method of a timer NE555 module. When the current flowing through the transistor Q13 exceeds a specific voltage, the timer NE555 module is triggered to switch the high voltage, and the output of the high voltage is controlled by the variable resistor VR4.

참고적으로 출력전압에 대한 피드백 회로를 추가하여 더욱 정확한 출력전압을 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다.For reference, it may be configured to output a more accurate output voltage by adding a feedback circuit for the output voltage.

또한, 고전압 드라이브회로에 적용할 고전압 트랜스포머는 1차 15uH, 2차 시스템 전압용 6uH, 고전압 권선340mH으로 구성될 수 있고, 2차 출력은 ±7.5V, ±1,200V 이상이 가능하다.In addition, the high voltage transformer to be applied to the high voltage drive circuit can be composed of primary 15uH, secondary system voltage 6uH, high voltage winding 340mH, secondary output can be ±7.5V, ±1,200V or more.

도 5는 전압평형회로 구현을 위한 기준전압 출력회로 예시도이다.5 is an exemplary diagram of a reference voltage output circuit for implementing a voltage balance circuit.

도 5를 참조하면, 이온을 수집하는 탑 플레이트(Top Plate) 및 대전극인 바텀 플레이트(Bottom Plate) 사이의 전압이 ±0.7V 이상일 경우, OPAMP 의 출력신호를 바탕으로 플레이트의 극성을 파악하는 1차 회로가 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, when the voltage between the top plate collecting ions and the bottom plate, which is the counter electrode, is ±0.7V or more, the first step is to determine the polarity of the plate based on the output signal of the OPAMP. circuits can be constructed.

도 6은 기준전압 출력회로와 전압평형회로의 전압 표시 회로 예시도이다.6 is an exemplary voltage display circuit diagram of a reference voltage output circuit and a voltage balance circuit.

도 6을 참조하면, Op-amp를 이용한 기준 전압 출력 회로와 고전압 회로를 구성하여, 플레이트에서 수집된 이온 전압을 표현하기 위한 전압 스위칭 회로를 구성하고, 그 출력을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6 , a reference voltage output circuit and a high voltage circuit using an Op-amp are configured to configure a voltage switching circuit to express the ion voltage collected from the plate, and the output thereof can be checked.

기준 전압의 출력을 바탕으로 고전압 출력 ±1,100v이상 전압의 출력을 트랜지스터를 이용하여 기준 전압과 평형이 되는 회로를 구성하였다. 트랜지스터의 반응 속도에 기준전압이 평형이 되는 시점에서 메인전원의 그라운드와 트랜지스터를 이용한 기준 전압회로 사이의 전압이 플레이트에 수집된 이온전압(Ion Voltage)과 평행이 이루는 전압을 측정할 수 있다.Based on the output of the reference voltage, a high voltage output ±1,100v or higher voltage output was constructed using a transistor to balance the reference voltage. When the reaction speed of the transistor is balanced with the reference voltage, the voltage between the ground of the main power supply and the reference voltage circuit using the transistor can measure the voltage at which the voltage is in parallel with the ion voltage collected on the plate.

도 7은 아날로그-디지털 컨버터의 전압분배회로의 예시도이고, 도 8은 아날로그-디지털 컨버터의 노이즈 제거회로와 전원 시프트 회로의 예시도이다.7 is an exemplary diagram of a voltage divider circuit of an analog-to-digital converter, and FIG. 8 is an exemplary diagram of a noise removal circuit and a power shift circuit of an analog-to-digital converter.

도 7 및 도 8을 참조하면, 평형 회로의의 출력은 ±1,100v이다. 그러나 임베디드 시스템에 ADC 입력으로 하기 위해서는 필터회로 및 전압 분배에 대하여 회로를 구성해야한다. 즉, 적절한 잡음 제거를 위한 필터 회로 설계 및 전압 분배 회로가 구비된다.Referring to Figures 7 and 8, the output of the balance circuit is ±1,100v. However, in order to use the ADC input in the embedded system, the filter circuit and voltage distribution circuit must be configured. That is, a filter circuit design and a voltage divider circuit for appropriate noise removal are provided.

회로에 발생하는 잡음 부분이 많이 발생할 경우, 임베디드 데이터처리부(500)의 프로그램에서 평균값 계산 프로그램을 사용하여, 필터 회로와 함께 적용하여 더욱 좋은 성능의 데이터를 확보할 수 있다.If a lot of noise is generated in the circuit, data with better performance can be secured by using the average value calculation program in the program of the embedded data processing unit 500 and applying it together with the filter circuit.

도 9는 대전판의 전위를 측정하기 위한 테스트 측정환경의 예시도이다.9 is an exemplary view of a test measurement environment for measuring a potential of an electrification plate.

도 9를 참조하면, 탑 플레이트(Top Plate)에 전원을 공급하여, 계측 회로에서 수집된 데이터를 분석한다. 소형 대전판(100)에 공급되는 (DC Power Supplier) 전압과 계측회로에서 검출되는 데이터를 서로 비교 검토하였으며, 측정 결과에 대한 오차는 평균 ±0.2V 이내로 측정되었다.Referring to FIG. 9 , power is supplied to a top plate to analyze data collected by a measurement circuit. The voltage supplied to the small charging plate 100 (DC Power Supplier) and the data detected by the measurement circuit were compared and reviewed, and the error of the measurement result was measured within ±0.2V on average.

측정 시, 계측 지점과 신호 그라운드(Signal Ground) 사이에 접점 오류시, 시스템의 고전압누설이 발생되는 경우가 나타날 수도 있으므로, 추가적으로 보호 소자 및 잡음을 제거하는 회로를 더 구비할 수도 있다.During measurement, when there is a contact error between the measurement point and the signal ground, high voltage leakage of the system may occur, so a protection device and a circuit for removing noise may be additionally provided.

본 발명의 실시예에 따른 챠지 플레이트 모니터링 장치는 대전판의 전위와 평행한 전위를 가지는 전압평형회로를 이용하여 측정 오차를 3%(30V) 이내로 감소시킬 수 있다.The charge plate monitoring device according to an embodiment of the present invention can reduce a measurement error to within 3% (30V) by using a voltage balance circuit having a potential parallel to that of the charging plate.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100 : 대전판
200 : 고전압 발생부
300 : 전압평형회로
400 : 아날로그 디지털 컨버터
500 : 임베디드 데이터처리부
600 : 제어 컴퓨터
100: battle plate
200: high voltage generator
300: voltage balancing circuit
400: analog digital converter
500: embedded data processing unit
600: control computer

Claims (2)

이온을 수집하는 탑 플레이트(Top Plate) 및 대전극인 바텀 플레이트(Bottom Plate)를 포함하는 대전판;
미리 설정된 출력전압을 상기 대전판에 출력하는 고전압 발생부;
상기 대전판의 전위변화를 비례적으로 계측하기 위해 상기 대전판의 전위와 평행한 전위를 가지는 전압평형회로;
상기 전압평형회로의 전위를 입력신호로 하는 아날로그 디지털 컨버터; 및
상기 아날로그 디지털 컨버터의 출력신호를 수집하는 임베디드 데이터처리부;를 포함하고,
상기 전압평형회로는, 기준전압 출력회로를 구비하되 상기 기준전압 출력회로는 상기 탑 플레이트(Top Plate)와 상기 바텀 플레이트(Bottom Plate) 사이의 전압이 ±0.7V 이상일 경우 플레이트의 극성을 파악하기 위한 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 챠지 플레이트 모니터링 장치.
a charging plate including a top plate for collecting ions and a bottom plate serving as a counter electrode;
a high voltage generator outputting a preset output voltage to the charging plate;
a voltage balancing circuit having a potential parallel to that of the charging plate to proportionally measure a potential change of the charging plate;
an analog-to-digital converter using the potential of the voltage balancing circuit as an input signal; and
An embedded data processing unit for collecting an output signal of the analog-to-digital converter;
The voltage balancing circuit includes a reference voltage output circuit, but the reference voltage output circuit is configured to determine the polarity of the plate when the voltage between the top plate and the bottom plate is ±0.7V or more. A charge plate monitoring device comprising a circuit.
제1항에 있어서,
상기 임베디드 데이터처리부에서 전송되는 측정 데이터를 데이터베이스화하여 관리하는 제어 컴퓨터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챠지 플레이트 모니터링 장치.
According to claim 1,
The charge plate monitoring device of claim 1, further comprising; a control computer that converts and manages the measurement data transmitted from the embedded data processing unit into a database.
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