KR200159533Y1 - 분사압력의 조절및 감지가 가능한 제트분사 전해연마장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 투과전자현미경 관찰용금속시료를 최종적으로 얇은 박막으로 만드는 제트분사 전해 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세히는, 분사노즐을 통한 분사압력의 조절은 물론 압전세라믹을 장착함으로서 시료의 효과적인 연마가 이루어지고 작업자의 안전사고를 예방할 수 있도록 개선된 분사압력의 조절 및 감지가 가능한 제트분사 전해 연마장치에 관한 것이다.

본 고안은 전해액 분사노즐에 각각의 전해액을 별개로 공급하기 위한 복수개의 모터와 전해액 공급펌프; 상기 전해액 분사노즐 사이에 장착되는 홀더에 끼워져서 장착되는 압전세라믹을 갖추고, 상기 압전세라믹이 전해액의 분사압력을 검출하여 전기적 신호를 발신시키는 압력검출부; 상기 압전세라믹에서 발생된 전기적인 신호를 증폭시키는 전하 증폭기; 전원에서 공급되는 신호와 상기 전하 증폭기에서 제공되는 전원신호가 동시에 입력될때 작동하는 앤드게이트; 및 상기 앤드게이트의 신호에 따라서 작용되는 경보장치; 를 포함함을 특징으로 하는 분사압력의 조절 및 감지가 가능한 제트분사 전해 연마장치를 제공한다.

Description

분사압력의 조절 및 감지가 가능한 제트분사 전해연마장치

제1도는 종래의 제트분사 전해연마장치의 계통도.

제2도는 본 고안의 제트분사 전해연마장치의 계통도.

제3도는 분사압력 감지 센서부의 회로도.

제4도는 분사·압력 검출부의 분해도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 콘트롤 유니트부 2, 32a, 32b : 모터

3, 33a, 33b : 펌프 5 : 광센서

6, 36a, 36b : 분사노즐 7 : 시료홀더

8 : 시료 9 : 백금코일

12 : 전해액 13 : 전해액통

14 : 압전세라믹 15 : 전하증폭기

16 : 앤드게이트 17 : 전원

18 : 경보장치 40 : 압력검출부

본 고안은 투과전자현미경 관찰용 금속시료를 최종적으로 얇은 박막으로 만드는 제트분사 전해 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세히는, 분사노즐을 통한 분사압력의 조절은 물론 압전세라믹을 장착함으로서 시료의 효과적인 연마가 이루어지고 작업자의 안전사고를 예방할 수 있도록 개선된 분사압력의 조절 및 감지가 가능한 제트분사 전해 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로, 투과전자현미경 관찰용 금속시료를 제작하기 위해서는, 우선 300㎛정도의 두께로 시료를 절단한 후, 100㎛정도까지 기계적인 연마로 시료의 두께를 감소시켜 디스크 펀치로 3mm∮의 시료를 만들어, 제트분사 전해 연마장치에 의해 시료를 연마하여 시료의 중앙부분에 구멍을 뚫어, 구멍 가장자리의 얇은 영역을 투과 전자 현미경으로 관찰하게 되는데 종래에는 제1도에서 도시한 바와 같이 각 금속시료의 연마에 적합한 전해액(12)을 선택하고, 상기 전해액(12)을 전해액온도 조정장치(10)에 의해 전해액온조정관(11)을 통해서 적정연마 온도로 조정하고 좌우 분사노즐(6)을 전해연마부에 끼운다. 그리고, 콘트롤유니트부(1)의 전원을 켜 모터(2)에 의해 전해액(12)을 펌프(3)로 끌어올려 전해연마부의 좌우 분사노즐(6)을 통해 분사시키며 이때 좌우 분사노즐(6)을 통한 분사압력의 조절은 눈으로 직접 보면서 수평, 수직적으로 정 중앙부에서 마주 닿을 때까지 콘트롤 유니트부(1)의 유량 조정(flow rate knob)로 조정한 후 3mm∮ 시료(8)를 시료홀더(7)에 넣고, 시료홀더(7)를 좌우 분사노즐(6)사이에 삽입한다. 또한, 상기 좌우 분사노즐(6)에 부착된 백금코일(9)에 음극 전원을 연결하고 시료홀더(7)에 양극 전원을 연결한 후 광원(4)과 광센서(5)를 작동시키며, 콘트롤 유니트부(1)에서 시료홀더(7)와 좌우 분사노즐(6)에 부착된 백금코일(9)사이에 연마에 적정한 전압을 걸어 시료(8)을 연마시키며, 분사되는 전해액(12)와 콘트롤 유니트부(1)에서 걸어 주는 전압에 의해 시료(8)에 구멍이 나게되면 광원(4)의 빛이 시료(8)의 구멍을 통해 광센서(5)에 감지되며 이 때 좌우 분사노즐(6)을 통한 전해액(12)의 분사가 멈쳐 연마를 종료하게 된다.

이러한 종래의 제트분사 전해연마장치는 펌프 1개로, 2개의 연결관을 이용하여 좌우 분사노즐(6)을 통해 전해액(12)이 시료(8)에 분사되는 방식으로 펌프(2)의 와류, 좌우 분사노즐(6) 및 연결관의 가공도, 마모도의 차로 분사노즐(6)을 통한 분사압력의 조절이 어려웠다.

또한, 투과전자현미경 관찰용 금속시료에서 얇은 박막의 관찰영역을 효과적으로 얻기 위해서는 시료(8)와 노즐(6)에 부착된 백금코일(9)에 걸어주는 전압, 전해액 온도, 전해액의 선택도 중요하지만 좌우 분사노즐(6)을 통한 분사압력도 매우 중요한 요소이다.

따라서, 제트분사 전해연마시 좌우 분사노즐(6)을 통해 분사되는 전해액의 분사압력이 좌, 우가 동일하게 수평, 수직적으로 시료(8)에 닿아야 하는데 상기와 같은 이유로 분사압력이 한쪽이 강하고 다른 한쪽이 약하여 시료(8)의 연마가 효과적으로 이루어지지 못했다.

즉, 분사압력이 약한 쪽을 시료(8)의 중앙에 맞추게 되면 강한 쪽의 분사압력으로 인해 시료(8)의 얇은 박막이 찢어지거나 굽어지는 현상이 생기고 분사압력이 강한 쪽을 시료(8)의 중앙에 맞추면 약한 쪽의 분사압력은 시료(8)의 아래부분에 분사하게 되어 시료(8)의 구멍이 시료의 테두리 부분에 형성되면서 관찰영역이 확보되지 않는 문제점뿐만 아리라 좌우 분사노즐(6)을 통한 분사압력의 조절을 눈으로 보면서 함으로써 정확도가 떨어지고 금속시료(8)의 경우 전해액(12)의 대부분을 강산을 사용함으로써 인체에 나쁜영향 및 안전사고에 대한 위험이 지적되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 분사노즐을 통한 분사압력의 조절은 물론, 시료의 효과적인 연마가 이루어지고, 전해액에 의한 작업자의 안전사고를 예방할 수 있도록 개선된 분사압력의 조절 및 감지가 가능한 제트분사 전해연마장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 시료가 장착되는 홀더와, 상기 홀더가 위치되는 한쌍의 전해액 분사노즐을 갖추고, 상기 전해액 분사노즐로 전해액을 공급하는 펌프를 갖추며, 상기 시료에 전해액을 분사시켜 시료를 연마시키는 장치에 있어서, 상기 전해액 분사노즐에 각각의 전해액을 별개로 공급하기 위한 복수개의 모터와 전해액 공급펌프; 상기 전해액 분사노즐 사이에 장착되는 홀더에 끼워져서 장착되는 압전세라믹을 갖추고, 상기 압전세라믹이 전해액의 분사압력을 검출하여 전기식 신호를 발신시키는 압력검출부 : 상기 압전세라믹에서 발생된 전기적인 신호를 증폭시키는 전하 증폭기 : 전원에서 공급되는 신호와 상기 전하 증폭기에서 제공되는 전원신호가 동시에 입력될때 작동하는 앤드게이트 : 및 상기 앤드게이트의 신호에 따라서 작동되는 경보장치 : 를 포함함을 특징으로 하는 분사압력의 조절 및 감지가 가능한 제트분사 전해 연마장치를 마련함에 의한다.

본 고안에 따른 전해 연마장치(30)는 제2도 내지 제4도에 도시된 바와같이, 전해액 공급용 펌프(33a)(33b)와 모터(32a)(32b)를 각각 2개를 설치하여 좌우 분사노즐(36a)(36b)을 통한 분사압력의 조절이 각각 가능하도록 하였으며 또한 그 조절의 감지를 압전세라믹(14)을 장착한 분사압력감지장치를 이용함으로써 좌우 분사노즐(36a)(36b)을 통한 분사압력이 감지될 수 있도록 하고 있다. 상기 전해 연마장치(30)는 전해액(12)을 이송하는 펌프(33a)(33b)와 모터(32a)(32b)을 각각 설치하고, 압력검출부(40)를 갖추는 바, 상기 압력검출부(40)는 양 전극 사이를 절연시키고 강산에 견딜수 있는 PVC재질의 절연홀더(19)에 압전세라믹(14)에 발생되는 전기적 신호를 전달하는 백금판(20)을 설치 형성하고, 백금판(20)을 지탱, 유지시켜주는 원형클램프(21)가 고착되도록 하였으며, 상기 절연홀더(19)에는 전해액(12)의 분사압력을 감지하는 압전세라믹(14), 압전세라믹(14)에서 발생되는 전기적 신호를 증폭시키는 전하 증폭기(15), 분사압력감지센서부에 공급되는 전원(17), 전하 증폭기 신호와 전원신호가 동시에 입력될 때 작동하는 앤드게이트(16), 앤드게이트의 신호에 의해 작동되는 경보장치(18)가 연결된다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 제2도에서 도시한 바와같이 각 금속시료에 적합한 전해액(12)을 선택하고 전해액통(13)의 전해액(12)을 전해액온조정장치(10)에 의해 전해액온조정관(11)을 통해서 적정 연마온도로 조정하고 좌우 분사노즐(36a)(36b)을 전해연마부에 끼우고 콘트롤유니트부(1)의 전원을 켜고 모터(32a)에 의해 펌프(33a)을 가동시키고 압전세라믹(14)이 장착된 분사압력감지홀더(19)를 좌우 분사노즐(36a)(36b)사이에 넣고, 백금판(20)상단에 전극을 연결하고, 전원(17)을 공급한다. 그리고, 콘트롤유니트부(1)의 펌프(33a)용 유량조절노브(Flow rate knob)를 서서히 증가시켜 우측분사노즐(36a)을 통해 전해액(12)이 분사압력감지홀더(19)내의 압전세라믹(14)에 닿으면 제3도에서 도시한 바와같이 전해액(12)의 압력에 의해 전기가 발생하고, 이는 백금판(20)에 의해 전달되어, 전하증폭기(15)를 통해 증폭되어 앤드게이트(16)에 전달된다.

이때 이미 공급된 분사압력감지센서부의 전원(17)에 의해 경보장치(18)의 부저 혹은 램프가 작동하여 우측분사노즐(36a)의 분사압력조절은 완료되며 콘트롤유니트부(1)의 펌프(33a)용 유량조절노브의 수치를 읽고 난 뒤 0에 위치시킨 다음 분사압력감지센서부의 전원(17)을 끄고 분사압력감지홀더(19)를 좌우분사노즐(36a)(36b)사이에서 빼낸다.

그리고, 펌프(33a)에 의한 우측 분사조절과 동일한 방법으로 모터(32b)에 의해 펌프(33b)를 기동시키고 압전세라믹(14)이 장착된 분사압력감지홀더(19)를 좌우분사노즐(36a)(36b)에 다시 넣고 전원(17)을 다시 켜고 콘트롤유니트부(1)의 펌프(33b)용 유량조절노브를 서서히 증가시켜 좌측분사노즐(36b)을 통해 전해액(12)이 분사압력감지홀더(19)내의 압전세라믹(14)에 닿으면 상기한 바와같이 전해액(12)의 압력에 의해 전기가 발생하고 백금판(20)에 의해 전달되어, 전하증폭기(15)를 통해 증폭되고 앤드게이트(16)에 전달된다.

이때 이미 공급된 분사압력감지센서부의 전원(17)에 의해 경보장치(18)의 부저 혹은 램프가 작동하여 좌측분사노즐(36b)의 분사압력조절은 완료되며 콘트롤유니트부(1)의 펌프(33b)용 유량조절노브의 수치를 읽고 0에 위치시킨 다음 전원(17)을 끄고 분사압력감지홀더(19)의 백금판(20)상단에 물려있는 전극을 제거한 뒤 분사압력감지홀더(19)를 좌우분사노즐(36a)(36b)사이에서 빼낸다.

그리고, 시료(8)를 시료홀더(7)에 넣고 시료홀더(7)를 좌우분사노즐(36a)(36b)사이에 끼우며, 좌우분사노즐(36a)(36b)에 부착된 백금코일(9)에 음극전원을, 시료홀더(7)에 양극 전원을 연결하고 광원(4)과 광센서(5)를 작동시키며 콘트롤유니트부(1)의 펌프(33a)(33b)용 유량조절노브를 기 설정된 수치에 각각 맞추고 연마에 적정한 전압을 설정하면 시료(8)가 연마되기 시작하며 시료(8)에 구멍이 형성될 때 광원(4)의 빛이 광센서(5)에 감지되어 시료(8)의 연마가 종료된다.

본 고안의 효과는 2개의 모터(32a)(32b)와, 2개의 펌프(33a)(33b)를 각각 가동하여 좌우분사노즐(36a)(36b)을 통한 분사압력의 조절이 가능하며, 종래의 제트분사전해연마장치에서는 눈으로 직접보면서 분사압력을 조절하였지만 본 고안은 적정분사압력의 감지를 압전세라믹(14)을 장착하고, 전기적 신호를 이용함으로써 분사압력조절의 정밀도를 높일 뿐만 아니라, 금속시료(8)의 연마에 사용되는 전해액의 대부분이 강산이기 때문에 분사압력조절시에 발생될 수 있는 인체에 나쁜 영향 및 안전사고의 위험을 배제할 수 있는 효과가 얻어지는 것이다.

Claims (1)

1. 시료(8)가 장착되는 홀더(7)와, 상기 홀더(7)가 위치되는 한쌍의 전해액 분사노즐을 갖추고, 상기 전해액 분사노즐로 전해액을 공급하는 펌프를 갖추며, 상기 시료(8)에 전해액(12)을 분사시켜 시료를 연마시키는 장치에 있어서, 상기 전해액 분사노즐(36a)(36b)에 각각의 전해액(12)을 별개로 공급하기 위한 복수개의 모터(32a)(32b)와 전해액 공급펌프(33a)(33b); 상기 전해액 분사노즐(36a)(36b)사이에 장착되는 홀더(19)에 끼워져서 장착되는 압전세라믹(14)을 갖추고, 상기 압전세라믹(14)이 전해액(12)의 분사압력을 검출하여 전기적 신호를 발신시키는 압력검출부(40); 상기 압전세라믹(14)에서 발생된 전기적인 신호를 증폭시키는 전하 증폭기(15); 전원(17)에서 공급되는 신호와 상기 전하 증폭기(15)에서 제공되는 전원신호가 동시에 입력될때 작동하는 앤드게이트(16); 및 상기 앤드게이트(16)의 신호에 따라서 작동되는 경보장치(18)를 포함함을 특징으로 하는 분사압력의 조절 및 감지가 가능한 제트분사 전해 연마장치.