KR102616290B1 - 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압 테스트 방법 및 장치 - Google Patents
발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압 테스트 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
수중에 위치하는 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하는 단계, 미리 설정한 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하는 단계 및 미리 설정된 테스트 기준과 절연 저항값 및 전류값을 기초로 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하는 단계를 포함하는, 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압 테스트 방법이 개시된다. 여기서, 테스트 방법은 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하기 전에 가속 테스트를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 발열필름의 절연 저항을 테스트하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중 환경에서 발열필름의 절연 저항을 테스트하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 사람들이 캠핑 등의 새로운 취미 생활을 가짐에 따라 발열제품의 수요가 증가하고 있으며, 사람들의 다양한 수요를 충족시키기 위해 다양한 성능의 발열제품이 연구 및 개발되고 있다. 이러한 발열제품 중 전기가 인가되어 발열하는 통상의 면상발열체는 공기를 오염시키지 않아 위생일 뿐만 아니라 온도조절이 용이하고, 소음이 없기 때문에 발열을 요하는 매트, 패드, 침대 매트리스, 보온 이불, 담요, 및 주거용 난방장치 등에 이용되고 있으며, 상업용 건물의 난방 장치, 산업용 난방 장치, 농업용 설비, 동결방지장치 등에도 이용되고 있으므로, 사람들의 생활 곳곳에서 폭넓게 이용되고 있다.
이러한 면상발열체에 대한 계속된 연구 결과로 얇은 필름에서 열을 발생시킬 수 있는 발열필름(heating film)이 개발되었다. 다만, 개발된 발열필름에 대해여 일정한 성능이 요구될 수 있으며, 이에 따라 발열필름의 성능을 평가하는 테스트 방법에 대한 논의가 추가적으로 계속되었다.
기존의 발열필름의 성능 테스트 방법은 접착 강도 테스트, 열충격 테스트, 연속 동작 테스트, 인장 강도 테스트 및 표면 온도 제어 테스트 등을 개별적으로 진행하였다. 다만, 이러한 개별적인 테스트는 단위적인 신뢰성 테스트에 불과함으로, 발열필름의 종합적인 성능을 테스트할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 각종 테스트를 개별적으로 진행함에 따라 막대한 시간 및 비용이 소모되는 문제점도 있다.
특히, 기존의 냉장고용 히터의 경우 냉기 및 냉매로 인한 결로로 히터가 수분에 직접 노출될 수 있으나, 코드 히터의 수중에서의 절연 저항은 히터 자체의 PVC 피복으로 보호가 되어 문제가 적었다. 다만, 발열필름의 경우 문제가 될 수 있으므로, 수중에서 발열필름의 절연 및 내전압 등의 테스트 방법이 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압을 테스트하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압을 테스트하는 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압 테스트 방법은, 수중에 위치하는 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하는 단계, 미리 설정한 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하는 단계 및 미리 설정된 테스트 기준과 절연 저항값 및 전류값을 기초로 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하기 전에 가속 테스트를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 가속 테스트는, 미리 설정된 주기에 따라 일정한 전압의 ON/OFF 반복하는 방법 및 미리 설정된 두 온도의 환경에서 일정 시간만큼 각각 방치하는 방법 중 적어도 하나에 따라 수행될 수 있다.
여기서, 미리 설정한 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하는 단계는, 제1 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값을 획득하는 단계 및 제2 전압에 따른 발열필름의 전류값을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하는 단계는, 획득한 절연 저항값이 미리 설정된 저항값 이상인 경우, 발열필름을 수중 절연 저항의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하는 단계 및 획득한 전류값이 미리 설정된 전류값 이하인 경우, 발열필름을 수중 내전압의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압 테스트 장치는, 프로세서(processor) 및 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 적어도 하나의 명령은, 수중에 위치하는 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하도록 실행될 수 있고, 미리 설정한 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하도록 실행될 수 있고, 미리 설정된 테스트 기준과 절연 저항값 및 전류값을 기초로 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하도록 실행될 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 명령은, 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하기 전에 가속 테스트를 수행하도록 실행될 수 있다.
여기서, 가속 테스트는, 미리 설정된 주기에 따라 일정한 전압의 ON/OFF 반복하는 방법 및 미리 설정된 두 온도의 환경에서 일정 시간만큼 각각 방치하는 방법 중 적어도 하나에 따라 수행될 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 명령은, 제1 전압에 따른 상기 발열필름의 절연 저항값을 획득하도록 실행될 수 있고, 제2 전압에 따른 상기 발열필름의 전류값을 획득하도록 실행될 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 명령은, 획득한 절연 저항값이 미리 설정된 저항값 이상인 경우, 발열필름을 수중 절연 저항의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하도록 실행될 수 있고, 획득한 전류값이 미리 설정된 전류값 이하인 경우, 발열필름을 수중 내전압의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하도록 실행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 면상발열체의 수중 절연 저항 및 내전압을 테스트하여 제품의 신뢰성을 제공할 수 있다.
도 1은 발열필름의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름의 종류별 수중 내전압 실험의 결과값을 나타낸 표이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름의 종류별 수중 내전압 실험의 결과값을 나타낸 표이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 발열필름의 개념도이다.
발열필름(heating film)은 전류를 열 에너지로 변환시키는 얇은 필름을 의미할 수 있으며, 전도성 인크를 이용하여 발열 회로를 인쇄한 필름을 의미할 수도 있다.
본 발명의 설명에 기재된 발열필름은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치에 대상이 될 수 있는 발열필름 중 하나를 예로 나타낸 것이며, 통상의 발열필름은 모두 본 발명의 테스트 장치의 대상이 될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치에 대상이 될 수 있는 발열필름은 보호층(110), 발열층(120) 및 기판(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 발열필름의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수 있다.
보호층(110)은 발열층(120)의 훼손을 방지하기 위해 발열층(120)의 상층 부분에 적층될 수 있으며, 폴리이미드(PolyImide, PI), 열가소성 폴리 우레탄(Thermoplastic Poly Urethane, TPU) 및 아크릴(Acrylic) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 여기서, PI는 높은 열 안정성으로 인해 고온 및 저온을 견딜 수 있고, 내화학성, 내마모성도 높은 성질을 가질 수 있고, TPU는 탄성과 강도가 뛰어나며, 내구성이 강하고, 마모가 잘 되지 않는 성질을 가질 수 있다. 또한, 아크릴은 투명하고, 단단한 성질을 가질 수 있다.
발열층(120)은 전도성 잉크로 구성된 발열선을 포함할 수 있으며, 여기서, 전도성 잉크로 실버 페이스트, 가본 페이스트, 탄소나노튜브 및 은나노 잉크 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 발열층(120)은 전도성 잉크를 후술하는 기판(130)에 인쇄함으로써 생성될 수 있다. 여기서, 전도성 잉크를 인쇄하는 방식은 스크런 프린팅, 오프셋 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소 프린팅, 레터프레스 프린팅, 잉크젯 프린팅 및 롤투롤 그라비아 프린팅 중 어느 하나의 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
기판(130)에는 절연성 기판을 사용할 수 있으며, 유연성을 위해 절연성 필름을 사용할 수도 있다. 여기서, 절연성 기판 또는 절연성 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 사이클로올레핀(cyclo olefin, COC) 및 이들의 조합 중 어느 하나의 소재를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치는 수중에서 발열필름의 절연 저항 테스트 및 내전압 테스트를 수행할 수 있다.
발열필름은 코드 히터의 경우와 달리 수분 또는 수중에 노출되는 경우 문제가 발생할 수 있으므로, 수중에서의 신뢰성 테스트가 요구되고 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치는 수중에 발열필름을 위치시키고 발열필름에 전원을 인가하여 절연 저항 테스트 및 내전압 테스트를 진행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치는 발열필름에 대해 10년 가속 시험을 수행한 후, 수중 내구성 테스트를 수행할 수 있다. 여기서, 10년 가속 시험은 10년 뒤의 상황을 예측하기 위한 시험으로, 더욱 가혹한 환경에서 수행하는 것으로 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 10년 가속 실험은 수중의 발열필름에 정격전압의 120%를 인가 후, ON/OFF를 수행하거나 저온 방치 및 고온 방치를 연속적으로 수행하는 열충격 방법을 통해 달성될 수 있다.
10년 가속 시험을 수행한 후, 본 발명의 테스트 장치는 절연 저항 테스트로써, 발열필름의 발열 부위를 섭씨 15도 ~ 25도 사의의 물에 침수하고, 정격의 120%의 교류 전압을 인가할 수 있다. 절연 저항 테스트의 판정 기준은 우선, 하나의 테스트 봉을 물속에 침적시키고, 다른 하나의 테스트 봉을 발열필름에 연결된 리드 와이어(lead wire) 심선 부위에 접속시킨 상태에서, 절연 저항 값이 100㏁ 이상이면 통과한 것으로 볼 수 있다. 다만, 설정 등은 상술한 내용에 한정되지 않으며, 상황 또는 환경에 따라 수정될 수 있다.
또한, 10년 가속 시험을 수행한 후, 본 발명의 테스트 장치는 내전압 테스트로써, 발열필름의 충전부와 비충전부 사이에 미리 지정된 교류전압을 인가하고, 해당 도면 및 관련 규격에 만족하는 지 확인할 수 있다. 내전잡 테스트의 판정 기준은 3,000V, 1분 및 10mA로 설정할 수 있다. 다만, 설정 등은 상술한 내용에 한정되지 않으며, 상황 또는 환경에 따라 수정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 구체적인 구성 및 설명은 도 3과 같이 후술하겠다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치는 전원공급부(power supply), 수조와 같은 수중 환경 장치, 절연 저항 측정 장치 및 온도 측정 장치를 포함할 수 있다.
전원공급부는 통상의 실험에서 전원을 인가하기 위해 사용되는 기구를 의미할 수 있으며, AC 및 DC 중 어느 하나를 전압을 조절하며 인가할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 전원을 공급할 수 있는 기구를 모두 포함할 수 있다.
수중 환경 장치는 발열필름의 수중 환경을 조성하기 위한 장치로, 발열필름을 물 속에 담글 수 있는 수조 등을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 발열필름을 물 속에 담글 수 있는 장치를 모두 포함할 수 있다.
절연 저항 측정 장치는 발열필름이 물 속에서 꺼낸 후, 발열필름의 절연 저항을 측정하기 위한 장치를 의미할 수 있으며, 통상의 절연 저항 측정 장치를 모두 포함할 수 있다.
온도 측정 장치는 발열필름의 발열 온도를 측정하기 위한 기구를 의미할 수 있으며, 통상의 온도를 측정할 수 있는 장치를 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 방법은 테스트 대상인 발열필름은 전원공급부로부터 전원을 인가받기 위해 발열필름의 전극부와 전원공급부를 연결하여 수중 환경 장치를 통해 물 속에 담글 수 있다. 여기서, 가혹한 환경을 통해 10년 가속 실험(가속 테스트)이 수행될 수 있으며, 10년 가속 실험을 수행한 후 발열필름은 도 2에서 설명한 바와 같이 절연 저항 테스트를 수행할 수 있으며, 동시에 온도 측정 장치를 통해 발열필름이 발생시키는 온도를 측정할 수 있다. 또한, 10년 가속 실험을 수행한 후 발열필름은 도 2에서 설명한 바와 같이 전원공급부의 전원 인가를 조절하여 내전압 테스트를 수행할 수 있으며, 동시에 온도 측정 장치를 통해 발열필름이 발생시키는 온도를 측정할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치는 전원공급부 및 수중 환경 장치를 통해 수중에서 발열필름에 전격전압의 130%를 인가하여, 10년 가속 실험을 수행할 수 있고, 이후, 절연 저항 테스트 및 내전압 테스트를 수행할 수 있으며, 동시에 발열 온도도 측정할 수 있으므로, 발열필름을 종합적으로 테스트할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치(400)는 적어도 하나의 프로세서(410), 메모리(420) 및 저장 장치(430)를 포함할 수 있다.
프로세서(410)는 메모리(420) 및/또는 저장 장치(430)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(410)는 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), 그래픽 처리 장치(GPU, Graphics Processing Unit) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(420)와 저장 장치(430)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(420)는 읽기 전용 메모리(ROM, Read Only Memory) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory)로 구성될 수 있다.
메모리(420)는 프로세서(410)를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있을 수 있다. 적어도 하나의 명령은 수중에 위치하는 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하는 명령, 미리 설정한 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하는 명령 및 미리 설정된 테스트 기준과 절연 저항값 및 전류값을 기초로 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하는 명령을 포함할 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 명령은, 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하기 전에 가속 테스트를 수행하는 명령을 더 포함할 수 있다.
여기서, 가속 테스트는, 미리 설정된 주기에 따라 일정한 전압의 ON/OFF 반복하는 방법 및 미리 설정된 두 온도의 환경에서 일정 시간만큼 각각 방치하는 방법 중 적어도 하나에 따라 수행될 수 있다.
여기서, 미리 설정한 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하는 명령은, 제1 전압에 따른 발열필름의 절연 저항값을 획득하는 명령 및 제2 전압에 따른 발열필름의 전류값을 획득하는 명령을 포함할 수 있고, 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하는 명령은, 획득한 절연 저항값이 미리 설정된 저항값 이상인 경우, 발열필름을 수중 절연 저항의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하는 명령 및 획득한 전류값이 미리 설정된 전류값 이하인 경우, 발열필름을 수중 내전압의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하는 명령을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치의 블록 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치(500)는 전원공급부(510), 절연 저항 측정부(520), 전류 측정부(530) 및 판단부(540)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 5에 도시하지 않았으나 발열필름 테스트 장치(500)는 온도 측정부 및 데이터베이스 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 발열필름은 수중 환경 장치에 의해 침수되어 있을 수 있다.
전원공급부(510)는 발열필름에 특정 교류 전압을 인가할 수 있다. 다시 말해, 전원공급부(510)는 절연 저항을 측정하기 위해 제1 교류 전압 값을 인가할 수 있으며, 전류를 측정하기 위해 제2 교류 전압 값을 인가할 수 있다. 다만, 인가할 수 있는 전압을 교류로 한정하는 것은 아니며, 설정에 의해 교류 또는 직류의 특정 전압 값을 인가할 수도 있다.
절연 저항 측정부(520)는 전원공급부(510)에 의해 제1 교류 전압 값이 인가된 경우, 발열 필름의 절연 저항 테스트를 위해 발열 필름의 절연 저항 값을 측정할 수 있다. 여기서, 절연 저항 측정부(520)는 외부 또는 내부에 별도의 절연 저항 측정 장치를 통해 절연 저항 값을 획득할 수도 있다.
전류 측정부(530)은 전원공급부(510)에 의해 제2 교류 전압 값이 인가된 경우, 발열 필름의 내전압 테스트를 위해 발열 필름의 전류 값을 측정할 수 있다. 여기서, 전류 측정부(530)는 외부 또는 내부에 별도의 전류 측정 장치를 통해 전류 값을 획득할 수도 있다.
판단부(540)는 절연 저항 측정부(520) 및/또는 전류 측정부(530)로부터 절연 저항 값 및/또는 전류 값을 획득하여 발열 필름의 신뢰성을 판단할 수 있다. 다시 말해, 판단부(540)는 미리 설정한 절연 저항 기준 값과 획득한 절연 저항 값을 비교하여 발열 필름의 수중 절연 저항의 신뢰성을 판단할 수 있으며, 미리 설정한 전류 기준 값과 획득한 전류 값을 비교하여 발열 필름의 수정 내전압의 신뢰성을 판단할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 방법의 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치는 우선, 발열필름에 가속 테스트를 수행할 수 있다(S610). 여기서, 가속 테스트는 발열필름 테스트 장치에 의해 수행될 수 있으나, 외부 별도의 가속 테스트 장치에 의해 수행될 수도 있다.
발열필름 테스트 장치는 가속 테스트를 수행한 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가할 수 있다(S620). 여기서, 미리 설정한 전압은 수중 절연 저항을 테스트하기 위해 설정된 교류 전압일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 발열필름 테스트 장치는 교류 전압 인가에 따른 절연 저항 값을 획득할 수 있다(S630). 여기서, 절연 저항 값은 발열필름 테스트 장치에 의해 측정될 수 있으나, 외부 별도의 절연 저항 값 측정 장치에 의해 측정될 수도 있다.
발열필름 테스트 장치는 수중 절연 저항의 신뢰성을 위해 미리 설정된 절연 저항 기준값과 획득한 절연 저항 값을 비교할 수 있으며(S640), 획득한 절연 저항 값이 미리 설정된 절연 저항 기준값 이상 경우, 해당 발열필름을 절연 저항의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단할 수 있으며(S650), 수중 절연 저항 테스트를 통과한 것으로 판단할 수 있다. 다만, 획득한 절연 저항 값이 미리 설정된 절연 저항 기준값 미만인 경우, 해당 발열필름은 절연 저항의 신뢰성이 없는 발열필름으로 판단할 수 있으며(S660), 수중 절연 저항 테스트를 통과하지 못한 것으로 판단할 수 있다.
도 6에 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치는 내전압 테스트도 수행할 수 있다.
발열필름 테스트 장치는 우선, 발열필름에 가속 테스트를 수행할 수 있다. 여기서, 가속 테스트는 발열필름 테스트 장치에 의해 수행될 수 있으나, 외부 별도의 가속 테스트 장치에 의해 수행될 수도 있다.
발열필름 테스트 장치는 가속 테스트를 수행한 발열필름에 교류 전압을 인가할 수 있다. 여기서, 교류 전압은 내전압을 테스트하기 위해 설정된 교류 전압일 수 있다. 또한, 발열필름 테스트 장치는 교류 전압 인가에 따른 전류값을 획득할 수 있다. 여기서, 전류값은 발열필름 테스트 장치에 의해 측정될 수 있으나, 외부 별도의 전류 측정 장치에 의해 측정될 수도 있다.
발열필름 테스트 장치는 수중 내전압의 신뢰성을 위해 미리 설정된 전류 기준값과 획득한 전류값을 비교할 수 있으며, 획득한 전류값이 미리 설정된 전류 기준값 이하 경우, 해당 발열필름을 내전압의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단할 수 있으며, 수중 내전압 테스트를 통과한 것으로 판단할 수 있다. 다만, 획득한 전류값이 미리 설정된 전류 기준값 초과인 경우, 해당 발열필름은 내전압의 신뢰성이 없는 발열필름으로 판단할 수 있으며, 수중 내전압 테스트를 통과하지 못한 것으로 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름의 종류별 수중 내전압 실험의 결과값을 나타낸 표이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 내전압 실험에서 우선 수행되는 10년 가속 시험은 발열필름을 섭씨 -40도의 챔버(chamber)에서 24시간을 방치하고, 섭씨 100도의 챔버에서 24시간을 방치한 후, 수중에서 24시간을 방치는 것으로 달성될 수 있다. 다만, 이는 가혹한 환경을 가정하여 수행한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
10년 가속 시험을 수행한 발열필름의 테스트 기준은 열선에 단선이 없으며, 소비 전력 출력값의 반화율이 10% 이내이고, DC 500V 인가 시 절연 저항 값이 100㏁ 이상일 수 있다. 또한, 수중 내전압이 AC 2500V에서 0.5초간 인가 시 10mA 이내의 규격을 만족하고, 소비 전력 출력 값의 변화율이 10% 이내일 수 있다. 다만, 10mA의 규격은 열선의 면적에 따라 달라질 수 있으며, 열선이 많이 배치되는 경우, 10mA보다 높은 규격으로 설정될 수 있다. 다시 말해, 이러한 테스트 기준은 하나의 실시예일뿐, 설정에 따라 변경될 수 있으므로, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 내전압 실험은 도어 히터, 숙성 히터 및 프렌치 히터 별로 수행될 수 있으며, 숙성 히터는 중실/하실 세트(set), 중실 및 하실 별로 수중 내전압 실험이 수행될 수 있다. 여기서, 히터는 발열필름을 의미할 수 있으며, 각각 3회에 걸처 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 내전압 실험에서 사용되는 도어 히터의 열선 면적은 23,880 mm2일 수 있으며, 숙성 히터 중 중실/하실 세트의 열선 면적은 26,412 mm2일 수 있고, 숙성 히터 중 중실의 열선 면적은 13,895 mm2일 수 있다. 또한, 숙성 히터 중 하실의 열선 면적은 12,517 mm2일 수 있고, 프렌치 히터의 열선 면적은 4,051 mm2일 수 있다.
도어 히터의 경우, 첫 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 5.5mA로 획득될 수 있으며, 두 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 5.6mA로 획득될 수 있고, 세 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 5.4mA로 획득될 수 있다. 세 번의 결과값은 평균은 5.5mA로 획득될 수 있으며, 10mA 이내의 규격을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
숙성 히터 중 중실/하실 세트의 경우, 첫 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 9.3mA로 획득될 수 있으며, 두 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 9.4mA로 획득될 수 있고, 세 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 9.3mA로 획득될 수 있다. 세 번의 결과값은 평균은 9.3mA로 획득될 수 있으며, 10mA 이내의 규격을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
숙성 히터 중 중실의 경우, 첫 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 4.6mA로 획득될 수 있으며, 두 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 4.9mA로 획득될 수 있고, 세 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 4.7mA로 획득될 수 있다. 세 번의 결과값은 평균은 4.7mA로 획득될 수 있으며, 10mA 이내의 규격을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
숙성 히터 중 하실의 경우, 첫 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 4.7mA로 획득될 수 있으며, 두 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 4.7mA로 획득될 수 있고, 세 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 4.7mA로 획득될 수 있다. 세 번의 결과값은 평균은 4.7mA로 획득될 수 있으며, 10mA 이내의 규격을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
프렌치 히터의 경우, 첫 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 1.7mA로 획득될 수 있으며, 두 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 1.7mA로 획득될 수 있고, 세 번째로 실시한 수중 내전압 실험의 결과값은 1.6mA로 획득될 수 있다. 세 번의 결과값은 평균은 1.7mA로 획득될 수 있으며, 10mA 이내의 규격을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 내전압 실험을 통해 도어 히터, 숙성 히터 및 프렌치 히터가 모두 규격을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
수중 내전압 실험은 본 발명의 다른 실시예에 따라 수행될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 내전압 실험에서 우선 수행되는 10년 가속 시험은 발열필름에 정격 전원의 120% 인가 및 침수를 반복하여 달성될 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 발열필름은 7분 동안 ON 상태 및 3분 동안 OFF 상태로 정격 전원의 120%를 인가하며, 전원이 인가되기 시작한 후 3분이 지나면 그 뒤 7분 동안 침수시킬 수 있다. 10년 가속 시험은 이를 하나의 주기로 3,000회 수행하여 달성될 수 있다. 다만, 이는 가혹한 환경을 가정하여 수행한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
10년 가속 시험을 수행한 발열필름의 테스트 기준은 열선에 단선이 없으며, 소비 전력 출려값의 변화율이 10% 이내이고, 수중에서 DC 500V 인가 시 절연 저항 값이 100㏁ 이상일 수 있다. 또한, 수중 내전압이 AV 2000V에서 1초간 인가 시 10mA 이내의 규격을 만족하고, 소비 전력 출력값의 변화율이 10% 이내일 수 있다. 여기서, 수중 내전압 실험의 데스트 기준은 소비 전력 출력값이 아닌 저항값의 변화율이 10% 이내일 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발열필름 테스트 방법은 프로세서 및 프로세서에 의해 실행되는 명령을 저장하는 메모리를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다. 다시 말해, 전원공급부, 절연 저항 측정 장치 및 온도 측정 장치가 프로세서에 연결될 수 있고, 절연 저항 측정, 전압 인가 조절 및 온도 측정 등을 수행하는 명령을 메모리가 저장할 수 있으며, 프로세서에 의해 명령을 수행함으로써 자동으로 발열필름의 테스트가 수행될 수 있도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 보호층 120: 발열층
130: 기판
130: 기판
Claims (10)
- 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압 테스트 방법에 있어서,
수중에 위치하는 발열필름에 연결된 리드 와이어를 통해 미리 설정한 전압을 인가하는 단계-상기 발열필름은 절연성을 가진 기판, 상기 기판 상의 보호층, 및 상기 기판과 상기 보호층과의 사이에 내장되는 발열층을 구비하고, 상기 발열층은 전도성 잉크로 구성된 발열선을 포함함-;
상기 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하는 단계; 및
미리 설정된 테스트 기준과 상기 절연 저항값 및 전류값을 기초로 상기 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하는 단계를 포함하고,
상기 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하기 전에 가속 테스트를 수행하는 단계를 더 포함하고,
상기 가속 테스트를 수행하는 단계는 상기 발열필름에 정격전압의 120% 또는 130%의 전압을 인가한 후에 열충격 방법을 수행하는 것을 포함하는, 테스트 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 미리 설정한 전압을 인가하는 단계에 기초하여 상기 발열필름에 대한 절연 저항 테스트 또는 내전압 테스트를 수행하는 단계; 및
상기 절연 저항 테스트 또는 내전압 테스트를 수행할 때 상기 발열필름의 발열 온도를 동시에 측정하는 단계를 더 포함하는, 테스트 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 열충격 방법은,
미리 설정된 주기에 따라 일정한 전압의 ON/OFF 반복하는 방법 및 미리 설정된 두 온도의 환경에서 일정 시간만큼 각각 상기 발열필름을 방치하는 방법 중 적어도 하나에 따라 수행되는, 테스트 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하는 단계는,
제1 전압에 따른 상기 발열필름의 절연 저항값을 획득하는 단계; 및
제2 전압에 따른 상기 발열필름의 전류값을 획득하는 단계를 포함하는, 테스트 방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하는 단계는,
상기 획득한 절연 저항값이 미리 설정된 저항값 이상인 경우, 상기 발열필름을 수중 절연 저항의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하는 단계; 및
상기 획득한 전류값이 미리 설정된 전류값 이하인 경우, 상기 발열필름을 수중 내전압의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하는 단계를 포함하는, 테스트 방법. - 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압 테스트 장치에 있어서,
프로세서(processor); 및
상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
수중에 위치하는 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하도록 실행되고,
상기 발열필름의 절연 저항값 및 전류값을 획득하도록 실행되고,
미리 설정된 테스트 기준과 상기 절연 저항값 및 전류값을 기초로 상기 발열필름의 수중 절연 저항 및 내전압의 신뢰성을 판단하도록 실행되며,
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 발열필름에 미리 설정한 전압을 인가하기 전에 가속 테스트를 더 수행하도록 실행되고,
상기 가속 테스트는 상기 발열필름에 정격전압의 120% 또는 130%의 전압을 인가한 후에 열충격 방법을 수행하는 것을 포함하며,
상기 발열필름은 절연성을 가진 기판, 상기 기판 상의 보호층, 및 상기 기판과 상기 보호층과의 사이에 내장되는 발열층을 구비하고, 상기 발열층은 전도성 잉크로 구성된 발열선을 포함하는, 테스트 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 미리 설정한 전압을 인가하는 것에 기초하여 상기 발열필름에 대한 절연 저항 테스트 또는 내전압 테스트를 더 수행하도록 실행되고,
상기 절연 저항 테스트 또는 내전압 테스트를 수행할 때 상기 발열필름의 온도를 동시에 측정하도록 실행되는, 테스트 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 열충격 방법은, 미리 설정된 주기에 따라 일정한 전압의 ON/OFF 반복하는 방법 및 미리 설정된 두 온도의 환경에서 일정 시간만큼 각각 상기 발열필름을 방치하는 방법 중 적어도 하나에 따라 수행되는, 테스트 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
제1 전압에 따른 상기 발열필름의 절연 저항값을 획득하도록 실행되고,
제2 전압에 따른 상기 발열필름의 전류값을 획득하도록 실행되는, 테스트 장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 획득한 절연 저항값이 미리 설정된 저항값 이상인 경우, 상기 발열필름을 수중 절연 저항의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하도록 실행되고, 상기 획득한 전류값이 미리 설정된 전류값 이하인 경우, 상기 발열필름을 수중 내전압의 신뢰성이 있는 발열필름으로 판단하도록 실행되는, 테스트 장치.
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| JP2016090495A (ja) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 富士通株式会社 | 耐電圧試験装置、絶縁抵抗試験装置、及び接続状態確認回路 |
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