KR20020024769A - 표면 청정도 측정 공구 및 방법 - Google Patents
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Abstract
표면 청정도를 정량화하기 위한 방법 및 공구를 개시하고 있다. 대상 표면의 청정도는 표면의 지정된 영역을 바람직하게는 특별한 공구상에 장착된 가요성의 밝은 흰색 천 견본으로 와이핑함으로써 정량화된다. 천은 모든 입자 표면 오염물질의 실질적인 양을 수집한다. 오염물질의 양은 오염된 시스템상을 와이핑하기 전후에 천의 반사율 손실을 측정하고, 그리고 이전 교정에 대한 그러한 손실을 유사한 오염물질과 비교함으로써 측정된다. 변형예에 있어서, 오염물질 분류표와 오염된 천의 가시적인 비교에 의해 표면 청정도를 표시한다.
Description
본 발명은 현장 설비, 공장 설비 및 발전소 장비와 같은 기계 시스템의 조립체를 위한 표면 청정도의 로버스트한 정량적 측정을 수행하기 위한 방법 및 공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 청정도 검사원에 의해 흔히 사용되는 정성적인 흰 장갑(white glove) 시험의 정량화를 제공한다.
표면 입자 오염은 기계 시스템 고장의 원인으로 잘 알려져 있다. 입자 오염은 이동 부품들 사이의 간섭부에서의 마멸(abrasion)과, 시스템을 통하여 흐르는 유체의 오염과, 고속 유체 유동 경로내의 구조체의 부식(erosion)을 야기할 수 있는 것 및/또는 바람직한 유동을 감소시키거나 바람직한 열전달을 차단하는 침전물을 생성시킬 수 있다. 필터 등의 설치가 작동중에 시스템내로 입자 오염물질의 유동을 제어할 수 있지만, 일부 시스템에서는 조립중에 부품상에 존재하는 입자 오염물질이 현장에서의 입자 오염 및 그 결과 성능 저하 및/또는 구성 요소 작동 수명 단축의 위험에 실질적으로 기여할 수 있다. 더욱이, 필터는 항상 유효하게 특정화되며, 이것은 소량의 바람직하지 못한 입자가 항상 통과한다는 것을 의미한다.
표면 청정도를 결정하기 위한 여러가지 접근법이 다양한 구성요소 및 표면에대하여 공지되어 있고 사용되고 있다. 그러나, 이들 접근법은 공장 조립 동안에 대형 구성요소의 표면상에 입자의 존재 및 양을 직접적으로 측정하는 것을 다루고 있지 않다. 대신에, 이들 기술은 부품 세척에 사용된 유체내의 입자 농도의 측정하거나, 유기막(organic films)의 존재를 측정하는데 초점을 맞추고 있다. 유체 농도는 빛의 감쇠 또는 굴절을 사용하거나, 종종 레이저빔을 사용하여 측정되는 것이 보통이다. 유기막은 표면상에 수막을 생성함으로써, 또는 액적의 형성 또는 유체막의 리뷰렛으로의 파괴를 측정함으로써 측정되거나, 유기막 두께는 그 막에 조사된 빛의 굴절에 의해 측정된다. 유체에 근거한 접근법은 기계 조립 작업장에서 실제적인 경제적 사용에 적합하지 않을 수 있으며, 두번째로 언급된 기술은 유기막이 아닌 입자가 논점이므로 적절하지 않다.
다른 공지된 접근법에서는 표면 복제품이 사용된다. 그러한 표면 복제품에 따르면, 샘플링될 표면은 접착 테이프 또는 경화성 재료중 어느 하나로 덮여진 후에, 그러한 재료는 산만하게 보유된 표면 입자 오염물질을 포획하면서 표면 정밀 형상을 복제한다. 다음에, 상기 표면은 입자의 개수 및 사이즈를 계수하도록 수동으로 또는 정교한 광학적 인식 소프트웨어로 정밀 조사된다. 이러한 접근법은 과학적으로 실제로 사용되지만, 공장 작업장에서 즉각적인 결과를 얻을 수 없으며, 대부분의 경우에 엄청나게 고가인 것을 생각된다. 더욱이, 샘플 영역은 필연적으로 제거된 샘플의 사이즈와 정확히 동일하다. 확대가 이러한 방법에서는 이루어질 수 없다. 즉, 샘플링 디바이스 자체의 영역보다 큰 영역을 샘플링하는 것은 불가능하다.
본 발명은 구성요소 표면의 입자 오염을 정량화하도록 한 세트의 특정화된 장치를 사용하는 특유한 방법을 제공하고 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 오염물질은 샘플링 디바이스 자체의 영역보다 큰 오염 영역을 샘플링함으로써 보다 정밀한 판독을 제공하도록 확대될 수 있다. 본 발명의 샘플링 디바이스에 따르면, 필요하거나 바람직하다면, 측정은 그것을 제조하는 작업자에게 가시적 의미를 가지도록 제공되며, 차후의 공정 감사를 위한 오염 샘플의 편리한 기록 보관 형태를 제공한다.
잘 공지된 흰 장갑 시험에 따르면, 검사자는 밝은 흰 장갑을 착용하고, 장갑 손가락 또는 손을 일정 거리에 대해 대상 표면을 가로질러 와이핑한 다음에, 표면에 접촉된 장갑을 관찰한다. 다음에, 검사자는 제거된 오염물질이 표면을 다시 청결히 할 필요가 없을 정도로 충분히 적은 지의 유무에 대하여 임의적으로 결정한다. 본 발명은 이러한 종래의 흰 장갑 시험을 정량화하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 샘플링될 표면에 대한 표면 거칠기와 유사한 공지된 청정 표면상을 밝은 흰색 천 견본으로 문지른다. 표면 와이프는 작업자가 잡기에 적합하고, 그리고 대체로 반복 가능한 압력 양으로 대상 표면 영역상을 스와이핑(swiping)하기에 적합한 공구에 견본을 고정함으로써 수행되는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게, 대상 영역은 마스크에 의해 규정되고 제한된다. 다음에, 유효하게 여전히 청정한 견본 또는 도말표본(smear)은 반사율 계기를 사용하여 그 반사율(광도)에 대해 측정된다. 다음에, 그 도말표본으로 시험될 표면상을 문질러서 오염 물질을 수집하고, 반사율을 다시 측정한다. 다음에, 반사율의 손실은, 예를 들어 교정을 통하여, 두번째 문지름에서 도말표본으로 이동된 오염물질의 양과 관련된다.
다른 실시예에 있어서, 반사율 계기가 청정한 표면을 문지른 견본의 반사율에 기초하여 교정되어, 그후에는 시험될 부품상을 각 견본으로 한번만 문지르면 된다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 오염 분류표는 입자 오염물질의 상이한 양을 나타내는 천 와이프(wipe) 또는 견본의 외관을 나타내어, 구성 요소의 시험 스와이프(swipe) 후에 오염의 레벨을 가시적으로 추정하도록 분류표와 견본을 비교할 수 있도록 제공된다.
도 1은 본 발명을 구체화하는 청정도 측정 방법을 도시하는 사시도,
도 2는 본 발명을 구체화하는 예시적인 청정도 측정 공구의 개략적인 단면도,
도 3은 본 발명을 구체화하는 다른 청정도 측정 공구의 정면도,
도 4는 델타 반사율 교정 곡선,
도 5는 본 발명을 구체화하는 입자 오염 분류표.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 핸드 공구12 : 마스크
14 : 손잡이부16 : 네크
18 : 기부20 : 본체
22 : 작용 표면24 : 도말표본
26 : 폼28 : 접착층
30 : 폴 공구32 : 도말표본
34 : 작용 표면36 : 말단부
38 : 손잡이부40 : 눈금 표시
42 : 샘플링 표면
본 발명을 구체화하는 표면 청정도 측정 기술은 전통적으로 표면 청정도를 스폿 검사하는데 사용되어 온 "흰 장갑" 기술의 정량적인 적용이다. 본 발명은 현장 설비, 공장 설비 및 발전소 장비와 같은 기계 시스템의 조립체를 위한 표면 청정도의 로버스트한 정량적 측정을 제공한다. 이 기술은 가설 설비를 방해하지 않는 드브리스(debris)를 보장하도록 근접한 정합 구성요소상의 청정도를 검사하는 것과 같은 다양한 제조 절차에 적용할 수 있다. 또한, 상기 기술은 제조된 구성요소의 청정도를 모니터링하고 그리고 클린룸내의 청정도 적합을 모니터링하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 구성요소의 표면의 지정 영역을 샘플링하고, 그리고 샘플링 디바이스에서 이동된 입자 오염물질의 양을 측정함으로써 표면 청정도를 측정하는 것을 제안하고 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 샘플링 실험 계획안(protocol)은 입자 오염물질을 정밀하게 정량화하는데 중요한 와이핑(wiping) 방법의 일정 특징을 지정하고 있으며, 상기 특징은 대상 표면과 접촉하고 있는 샘플링 디바이스 영역과, 샘플링 디바이스에 의해 샘플링된 영역과, 와이프의 힘과, 압력 분포의 균일성과, 샘플 수집에 행해지는 와이핑의 양을 포함한다. 다음에, 오염물질의 양은 천 샘플의 광 반사율의 감소 및 천 샘플상에 수집된 이물질의 질량과 관련있는 교정 기술에 의해 정량화된다.
효과적인 샘플링에 대한 열쇠는 오염물질이 가능한 많이 드브리스 수집 디바이스로 이동되는 것과 같은 방법으로 공구상에 드브리스 수집 디바이스를 적절히 장착하는 것이다. 2개의 기본 공구가 오염물질 측정을 수행하기 위해 본 발명의 예시적인 실시예에서 제공된다. 제 1 공구는 대상 영역의 오염물질을 와이핑할 때에 드브리스 수집 재료 또는 도말표본을 지탱하는 핸드 공구이다. 이 핸드 공구는 약 170g의 와이프 동안에 공지된 힘을 인가하도록 와이핑 동안에 압축되는 스프링을 구비하는 것이 바람직하다. 제 2 공구는 예를 들어 파이프 내측을 샘플링하기 위한 폴 공구(pole tool)이다. 파이프 내측에서 샘플링된 영역은 공지된 축방향 거리를 지나 완전 내주연부 둘레를 와이핑함으로써 측정된다. 폴의 길이부의 적어도 일부를 따라 눈금 표시를 하는 것에 의해, 스와이프의 축방향의 거리가 모니터링되게 한다. 핸드 공구와 유사하게, 폴 공구는 와이프 동안에 균일한 힘을 인가하기 위해 스프링을 구비하고 있다. 현재의 바람직한 예시적인 실시예에 있어서, 하기에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 핸드 공구 및 폴 공구 모두용의 스프링 구성요소는 와이핑 압력을 보다 균일하게 분포시키기 위해 공구의 몸체와 도말표본 사이에 개재된 한 층의 폼(foam)이다.
대상 표면을 스와이핑하는데 사용될 수 있는 핸드 공구의 예시는 한 층의 폼이 도포된 대략 2인치 직경의 주 표면을 갖는 목재의 드로우어 풀(drawer pull)이다. 이러한 핸드 공구는 고정되어 있으나 과대하지 않은 힘이 도말표본 샘플을 얻는데 사용될 수 있는 단순한 접근법을 제공한다. 도 1에 있어서, 적합한 드로우어 풀과 같은 핸드 공구(10)가 오염물질 수집 공정 동안에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 마스크(12)는 하기에 상세히 설명되는 바와 같이 핸드 공구로 스와이핑될 수 있는 영역을 제한하도록 제공되는 것이 바람직하다. 도 2에는 이러한 예시적인 핸드 공구의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 핸드 공구는, 드로우어 풀의 경우에 드로우어 풀의 감소된 직경을 갖는 네크(neck)(16) 및 기부(base)(18)로 구성된 손잡이부(14)와, 도말표본(24)이 장착된 작용 표면(22)을 포함하는 작용부 또는 본체(20)를 포함한다.
상술된 바와 같이, 현재의 바람직한 실시예에 있어서, 한 층의 폼(26)과 같은 스프링은 핸드 공구(10)의 본체(20)와 도말표본(24) 사이에 개재된다. 현재의 바람직한 실시예에 있어서, 한 층의 폼은 약 1/8인치 내지 약 1/4인치의 두께를 가진다. 바람직하게, 폼은 핸드 공구 본체(20)의 재료, 예를 들어 목재, 플라스틱 또는 금속에 폼을 접착시키기에 적합한 접착제로 핸드 공구 본체에 고정적으로 고정된다. 도말표본(24)은 폼의 말단 표면에 분리 가능하게 결합되는 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에 있어서, 접착층(28)은 재분리 및 재도포 가능하도록 도말표본상에 제공되어, 도말표본이 공급 시트에 분리 가능하게 부착되고, 공급 시트로부터 제거되고, 핸드 공구의 폼에 부착될 수 있고, 다음에 핸드 공구로부터 제거되고, 기록 보관 시트에 붙일 수 있다. 도말표본이 와이핑 작업 동안에 제위치에 유지되도록 폼에 도말표본을 분리하게 부착하지만, 폼으로부터 분리 가능하며, 기록 보관 시트에 붙이기에 충분한 접착성을 유지하는 적합한 접착제가 공지되어 있으며, 당업자는 그러한 적합한 접착제를 쉽게 알 수 있다.
핸드 공구상에 탄성 재료를 제공하는 변형예로서, 도말표본은 그에 부착된 탄성 보강재(backing)로 공급되어, 스와이프 및 탄성 보강재가 서로 핸드 공구에 부착되고 그로부터 제거될 수 있다.
도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 폴 공구는 신장된 폴 구성요소 또는 다월(dowel)(30)의 형태, 또는 예를 들어 목재, 플라스틱 또는 금속 재료인 것이 바람직하며, 적어도 약 1/2인치의 직경 및 약 8인치 내지 약 4피트 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게, 도말표본(32)은 폴 공구의 본체(35)의 작용 표면(34)상에 그것의 말단부(36)에 제공되는 폼 층(도시되지 않음)과 같은 탄성 재료(도 3에 도시되지 않음)에 부착된다. 폴 튜브의 기부 근처의 단부는 손잡이부(38)로서 사용된다. 상술한 바와 같이, 폴 공구는 그 길이부를 따라 눈금 표시(40)를 가질 수 있어, 파이프 또는 튜브내로의 삽입 깊이를 표시하고, 작업자가 지정된 축방향의 길이를 통과하여 파이프 내부를 스와이핑할 수 있다.
따라서, 오염물질 샘플링을 실시하기 위해서, 공구는 도말표본을 수납하고 구성요소 표면의 표적 영역을 스와이핑하도록 선택된다. 예시적인 일 실시예에 있어서, 대표적인 핸드 공구(10)가 도 2에 도시되어 있으며, 샘플링 공구는 전체 도말표본면이 샘플링되는 표면과 실질적으로 접촉하도록 도말표본(24)과 대응하는 그러나 상기 도말표본(24)보다 직경이 약간 큰 작용면(22)을 갖는다. 상술한 바와 같이, 공구 작용면은 도말표본과 대상 표면 사이의 접촉 영역을 제어 및 증가시키도록 탄성인 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 도말표본은 작은 2인치 외경 공구 표면에 장착되며, 상기 공구 표면은 일반적으로 연속적으로 굴곡되고 대략 구형으로 볼록한 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 도말표본과 대상 표면 사이의 접촉 영역을 제어 및 증가시키기 위해서, 공구는 얇은 폼 층, 또는 도말표본 아래 공구 표면에 단단히 고정된 다른 탄성 재료를 갖는다.
바람직한 실시예에 있어서, 도말표본은 약 1인치 내지 약 2.5인치, 보다 바람직하게는 약 1.5인치 내지 약 2인치, 가장 바람직하게는 약 1.75인치의 직경을 갖는 밝은 흰색 원형 천 디스크(bright white circular cloth disk)(24, 32)이다. 고정식으로 그러나 제거 가능하게 천을 공구(10, 30)에 고정하기 위해서, 천 견본(이후 도말표본이라 함)의 배면은 그에 도포된 다용도 접촉 접착제(28)를 가지며, 이 접착제(28)는 도말표본을 공급 시트, 샘플링 공구, 및 차후 처리 또는 감사를 위한 편리한 기록 관리철에 선택적으로 접착하도록 사용되며, 이는 필요하다. 일 측면에 다용도 접촉 접착제를 갖는 1.75인치 직경의 적절한 도말표본은 미국 코넥티컷주 06095 윈저 에디슨 로드 247 디펜스 아파렐 소재의 DA 서비스(Services) 인코포레이티드로부터 입수할 수 있다.
규정된 영역에 대해 샘플링되는 영역을 제한하기 위해서, 샘플링되는 영역은 테플론(Teflon)과 같은 맑고 딱딱하지만 가요성인 재료(12)의 시트로 피복하는 것이 바람직하며, 상기 재료(12)의 시트내로 샘플링 영역(42)이 절단된다. 마스크가 바람직하게 형성되는 시트 스톡은 샘플링을 위한 가이드로서 사용되는 공지된 개방 영역을 갖는 약 1/16인치 정도의 두께를 갖는다. 예시적인 실시예에 있어서, 대략 6인치(15.24㎝) 직경이며 모따기 가공된 에지(44)를 갖는 원형 구멍이 시트 스톡내에 형성되며 그에 따라 알려진 면적의 제어된 영역에 대한 샘플링을 제한하기 위한 샘플링 구멍을 형성한다. 핸드 공구(10) 또는 폴 공구(30)중 어느 하나는 마스크(12)에 의해 형성된 영역을 샘플링할 수 있다.
바람직한 와이핑 방법에 따르면, 도말표본으로부터 입자 오염물질의 떨어져나가는 것을 막기 위해, 항상 증가하는 원형으로 중심으로부터 외향으로 도말표본의 전방 에지가 이동됨에 따라 도말표본 공구의 전방 에지는 상승된다. 또한, 유익하게는 도말표본 공구가 이동될 때 상기 공구는 이동방향으로 회전되어 오염물질을 수집하도록 도말표본의 청정한 표면을 제공한다. 와이핑 궤적이 마스크의 내측의 모따기 가공된 에지에 접근할 때, 공구는 경사져 외측 에지가 마스크의 립 위로 약간 올라가는 반면에, 문지름 이동은 내측 에지에 대해 접선방향이다. 이러한 중첩은 마스크상으로 부주의하게 닦아진 재료를 확실히 잡을 수 있도록 한다. 한편, 접선방향 이동은 샘플링 영역으로부터 마스크 아래 외부로 오염물질을 닦아내는 경향을 최소화한다.
표면의 2개 와이프는 도말표본상의 모든 표면 오염물질을 실질적으로 포획하는데 일반적으로 충분하다. 제 2 와이프는 제 1 문지름에서의 잔류물을 수집할 뿐만 아니라 천 둘레의 오염물질을 도말표본으로 하여 도면표본의 보다 균일한 암화(darkening)를 이룬다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 샘플링 영역은 상기 표면으로부터 천 구조체의 내부로 오염물질을 밀어넣는 효과로 인해 3번 이상 문지르지 않는다. 또한, 부가적인 문지름은 마멸로 인해 천 샘플링 표면을 악화시킬 수 있다. 그러나, 궁극적인 반사율 측정에 있어서 이러한 역효과는 매번 정확하게 선택된 방법을 일정하게 따름으로써 무시될 수 있다. 청정도 측정의 정확도, 반복성 및 재생성은 상술한 방법, 즉 명시된 와이프 개수 및 명시된 표면 영역상의 명시된 와이프 패턴을 사용해 실행되는 샘플링에 따라 크게 좌우됨이 명백하며, 매번 측정이 실행된다.
스와이핑 방법, 도말표본 및 대상 표면은 동일물을 평가하기 위해 오염물질의 제거를 촉진하도록 사전 처리될 수 있다. 예를 들면, 떨어진 입자 물질의 보다 많은 양을 유지할 수 있도록 투명하고 다소 끈적끈적한 피막으로 도말표본을 사전 피막처리하는 것이 유리하다. 그러한 피막은 최초 또는 제 1 와이프 공정후에, 또는 각 와이핑 공정의 진행시중 어느 하나에서 도포될 수 있다. 또한, 대상 표면으로부터 오염물질을 분리하고, 그리고 그 오염물질을 도말 표면에 이동시키기 위해 대상 표면을 투명한 액체 클리너로 분사하는 선택적인 시험 방법에 이점이 있을 수 있다. 또한, 대상 표면으로부터 모든 나머지 유막의 존재는 기름이 입자 없이도 도말표본 광도 자체를 감소시킬 수 있으므로 유막의 그런 동일 레벨로 재교정을 필요로 할 수 있다는 것은 명백하다. 선택적으로, 도말표본은 반사율을 감소시키게 하는 입자 잔류물인 모든 유기 물질을 기화시켜 빼낼 수 있다. 오염물질의 이러한 잠재성 강화는 표면 오염 평가를 위한 목적에 따라 적어도 부분적으로 결국은 좌우될 것이다. 시험 방법이 사용중 표면으로부터 분리되고 현장에서 장치내의 침전 지점에서 수집될 수 있는 드브리스의 양을 평가하기 위해 제공된 경우라면, 표면으로부터 제거되고, 구성요소의 정상 사용중에 재퇴적될 수 있는 입자 물질을 나타내는 스와이프 시험이 바람직하다.
도말표본에 의해 수집된 오염물질의 양은 샘플링된 영역내의 오염물질의 공지된 양에 대해 도말표본 반사율의 감소를 비교함으로써 측정된다. 반사율 측정기 및 센서는 시편(도말표본)이 센서 헤드의 면에 대하여 가압되는 블루 필터와 함께 작동하도록 설정된 일반 시스템이다. 센서 헤드는 그 말단부에 3/4인치의 구멍을 가지고, 광원과 광전자 증배관(photomultiplier) 모두를 수납하며, 이것은 3/4인치 구멍에 대항하여 배치된 대상물을 조사하고 그로부터의 반사율을 측정한다. 상기 디바이스의 일예가 포토볼트 모델 577(Photovolt Model 577)이며, 미국 테네시주 46250 인디애나폴리스 힐스데일 코트 6911 소재의 포토볼트 디비젼인 UMN 일렉트로닉스(UMN Electronics)로부터 구입할 수 있다.
예시적인 도말표본 샘플링 기술은 하기의 단계를 포함한다.
1. 도말표본이 새로운 것이라는 것을 확인하기 위해, 미사용 도말표본의 반사율을 1회 또는 2회 측정하는 단계 및 실제 반사율 값을 기록하는 단계.
2. 종이 폴더로부터 와이핑 공구까지 도말표본을 이송하기 위해 핀셋을 사용하여 공구상에 도말표본을 장착하는 단계.
3. 반사율의 초기 손실을 위해 도말 표면을 조절하도록 사전 와이프를 수행하는 단계. 사전 와이프의 수행 및 샘플 와이프의 수행은 동일하다. 도말표본은 측정 가능한 위치에서 인가된 힘을 제어하여, 대상 표면에 걸쳐 완전히 2회 와이핑된다(핸드 공구). 핸드 공구에 대해, 와이프가 마스크된 영역의 중앙에서 시작하고, 마스크를 가볍게 중첩하도록 외향으로 점차적으로 나선형으로 움직이는 것을 추천한다. 각 패스는 약 5초 걸려야 하고, 따라서 완전한 와이프가 10초보다 약간 더 걸린다.
4. 핀셋만을 사용하여, 도말표본을 그 용지 폴더에 이송하는 단계.
5. 측정 영역을 도말표본 중앙에서 각 방향으로 1/4인치 떨어져 이동하도록 하여, 5개 지점의 반사율 측정을 행하는 단계 및 그 측정값을 기록하는 단계.
6. 추후의 조사 및 비교를 위해 도말표본을 보관하는 단계.
7. 미사용 도말표본은 추후 재측정을 위한 대조 표준으로 사용하기 위해 보관(표면 측정의 1회분 당 약 1개)되어야 한다.
교정 방법의 예시는 하기와 같다. 수집된 입자 물질의 샘플은 그 총중량을 얻기 위해 실험실 저울의 계량 종이상에 위치된다. 다음에, 샘플은 교정 대상 표면상에 배치된 마스크의 영역내에 분배된다. 다음에, 빈 계량 종이는 자체 중량을 얻기 위해 재계량된다. 다음에, 샘플 와이핑 방법은 하기와 같이 수행되며, 반사율 측정이 하기와 같이 수행된다. 결과는 마스크된 영역 내측에 위치된 오염물질의 하중(gm/m2)의 함수로서 (델타) 반사율의 감소(샘플에 적용한 후의 도말표본에 대한 사전 와이핑한 후의 도말표본의 값)를 그래프화한다. 교정 곡선의 예시가 도 4에 제공되어 있다.
표면 와이프 후에 각 도말표본의 반사율을 측정하는 변형예로서, 도 5에 예시적인 방법으로 도시된 바와 같이, 입자 오염물질 분류표는 오염물질의 여러 공지된 매스 중량을 가지는 표면을 와이핑하는데 사용되었던 도말표본의 가시적 외관을 나타내도록 준비될 수 있다. 다음에, 와이핑 공정에 이어서, 도말표본은 시험되는 구성요소의 대략적인 표면 오염을 측정하기 위해 분류표와 가시적으로 비교될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 표면 오염 평가 방법에 바람직하게 사용되는 천 도말표본은 시중에서 구입 가능하지만, 지금까지는 그상에 방사성 재료를 갖는 것으로 의심되는 표면을 수동적으로 와이핑하는데 사용되었다. 와이핑후에, 도말표본은 방사능을 측정하기 위해 방사선 검출기하에 전통적으로 배치되었다. 도말표본 천은 본 발명의 바람직한 실시예의 경우에서와 같이 라벨링, 샘플 보호 및 기록 보관이 가능하도록 왁스 종이 폴더에 부착되어 관례적으로 공급된다. 그러나, 주지한 바와 같이, 도말표본은 시험 표면을 스와핑하기 위해 수동적으로 파지되고, 본 명세서에서 상술된 바와 같이 특별한 문지름 공구를 사용함으로써 수집 효율을 개선하도록 제공되지 못하였다.
본 발명은 공장 작업장에 사용하는데 몇가지 이점을 가짐은 명백하다. 도말표본의 얼룩 또는 오염물질이 작업자에게 바로 가시화되며, 다음의 측정에서는 기술 훈련 없이도 상당히 잘 이해될 수 있다. 또한, 반사율 측정은 샘플 도말 표면이 대상 표면상에 와이핑되고 수분후에 공장 작업장에서 수행될 수 있다. 이것은 주요 제조 및 조립 작업의 시간 촉박 상태에서 기술을 효과적으로 이행하는데 유리하다. 또한, 원격 검출 위치로 이송하는 동안에 도말표본 오염 또는 축적된 입자 손실의 위험을 최소화한다. 작업자 자신이 샘플링 및 측정 모두를 할 수 있기 때문에, 그 방법이 규칙적으로 사용되고, 그 결과 청정도 요건의 작업자의 자각을 강화시킬 수 있다. 상기 주지된 바와 같이, 마스크된 영역은 약 1.75인치가 바람직한 견본의 두께보다 실질적으로 큰, 예를 들어 약 6인치이다. 이것은 샘플링된 영역이 견본의 영역보다 (6/1.75)2배 또는 거의 12배 크다는 것을 의미한다. 이것은 샘플 수집이 90% 유효하더라도 복제품을 사용하는 것 이상으로 개선된 크기 정도인 샘플 농도를 제공한다. 이것은 심지어 낮은 레벨의 입자 오염을 정밀하게 검출하고 측정할 수 있는 가능성을 향상시킨다.
본 발명이 가장 실제적이고 바람직한 실시예로 현재 고려되는 것과 연관하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에만 제한하지 않으며, 첨부된 청구범위의 사상 및 범위내에 포함되는 다양한 변형 및 동등물을 포함하고자 한다는 것은 이해되어야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 도말표본의 오염물질이 작업자에게 바로 가시화되며, 다음의 측정에서는 기술 훈련 없이도 상당히 잘 이해될 수 있으며, 반사율 측정을 공장 작업장에서 바로 수행하여, 주요 제조 및 조립 작업의 시간 촉박 상태에서 기술을 효과적으로 이행하는데 유리하다. 또한, 원격 검출 위치로 이송하는 동안에 도말표본 오염 또는 축적된 입자 손실의 위험을 최소화할 수 있으며, 작업자 자신이 샘플링 및 측정 모두를 수행하기 때문에, 그 방법이 규칙적으로 사용되어 청정도 요건의 작업자의 자각을 강화시킬 수 있다. 또한, 낮은 레벨의 입자 오염을 정밀하게 검출하고 측정할 수 있다.
Claims (25)
- 표면 청정도를 측정하는 공구에 있어서,본체부와;상기 본체부에 대하여 고정적으로 배치되는 손잡이부로서, 상기 손잡이부의 운동이 상기 본체부의 운동을 가져오도록 하는, 상기 손잡이부와,상기 본체부의 작용 표면에 분리 가능하게 연결되는 드브리스 수집 구성요소로서, 상기 드브리스 수집 구성요소가 대상 표면과 접촉하여 배치되고 상기 대상 표면에 상대적으로 이동된 후에, 보관 및 평가중 적어도 하나를 위해 상기 본체부로부터 분리될 수 있는, 상기 드브리스 수집 구성요소를 포함하는표면 청정도 측정 공구.
- 제 1 항에 있어서,상기 드브리스 수집 구성요소가 천 재료의 견본(swatch)을 포함하는표면 청정도 측정 공구.
- 제 2 항에 있어서,상기 천 재료가 탄성 구성요소에 장착되는표면 청정도 측정 공구.
- 제 1 항에 있어서,탄성 구성요소가 상기 드브리스 수집 구성요소와 상기 본체부 사이에 개재되는표면 청정도 측정 공구.
- 제 4 항에 있어서,상기 탄성 구성요소가 한 층의 폼재(foam material)를 포함하는표면 청정도 측정 공구.
- 제 5 항에 있어서,상기 한 층의 폼재가 상기 본체부에 실질적으로 영구 부착되는표면 청정도 측정 공구.
- 제 4 항에 있어서,상기 드브리스 수집 구성요소가 상기 탄성 구성요소에 분리 가능하게 고정되는표면 청정도 측정 공구.
- 제 7 항에 있어서,상기 드브리스 수집 구성요소가 상기 탄성 구성요소에 재사용 가능한 접착층으로 분리 가능하게 고정되는표면 청정도 측정 공구.
- 제 1 항에 있어서,신장된 폴 구성요소는 상기 본체부 및 상기 손잡이부를 형성하며, 상기 손잡이부는 상기 신장된 폴 구성요소의 기부 근처 단부에 형성되며, 상기 본체부의 상기 작용 표면이 상기 폴 구성요소의 말단부에 인접하여 배치되는표면 청정도 측정 공구.
- 제 9 항에 있어서,상기 신장된 폴 구성요소는 플라스틱, 금속, 목재중 적어도 하나로 형성되는표면 청정도 측정 공구.
- 제 1 항에 있어서,상기 본체부 및 상기 손잡이부 각각이 대체로 원형 단면을 갖는표면 청정도 측정 공구.
- 제 11 항에 있어서,상기 손잡이부가 상기 본체부의 직경보다 작은 직경을 갖는표면 청정도 측정 공구.
- 제 11 항에 있어서,상기 본체부 및 상기 손잡이부 각각이 그 길이부를 따라 대체로 균일한 직경을 갖는표면 청정도 측정 공구.
- 제 1 항에 있어서,상기 작용 표면이 대체로 구형 볼록부인표면 청정도 측정 공구.
- 제 1 항에 있어서,상기 작용 표면이 대체로 평면이 아닌 곡면 표면인표면 청정도 측정 공구.
- 표면 청정도를 측정하는 방법에 있어서,샘플링 디바이스를 제공하는 단계와,대상 표면의 지정된 영역을 상기 샘플링 디바이스로 와이핑하는 단계와,상기 샘플링 디바이스의 표면의 반사율을 측정하여 상기 대상 표면의 청정도를 측정하는 단계를 포함하는표면 청정도 측정 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 와이핑 단계가 상기 측정 단계전에 적어도 한번 반복되는표면 청정도 측정 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 샘플링 디바이스로 와이핑되기 위한 상기 대상 표면의 상기 지정된 영역을 형성하도록 그내에 형성된 개구부를 가지는 마스크 구성요소를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 와이핑 단계가 상기 마스크 구성요소내의 상기 개구부에 의해 윤곽되어진 상기 대상 표면의 영역을 와이핑하는 단계를 포함하는표면 청정도 측정 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 샘플링 디바이스가 공구에 고정된 도말표본을 포함하는표면 청정도 측정 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 도말표본 구성요소를 상기 공구에 분리 가능하게 고정하는 단계를 더 포함하는표면 청정도 측정 방법.
- 표면 청정도를 측정하는 방법에 있어서,샘플링 디바이스를 제공하는 단계와,대상 표면의 지정된 영역을 상기 샘플링 디바이스로 와이핑하는 단계와,상기 대상 표면의 청정도를 측정하기 위해 상기 샘플링 디바이스의 드브리스 로딩 표면을 입자 오염물질 분류표와 비교하는 단계를 포함하는표면 청정도 측정 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 와이핑 단계가 상기 측정 단계전에 적어도 한번 반복되는표면 청정도 측정 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 샘플링 디바이스로 와이핑되기 위한 상기 대상 표면의 상기 지정된 영역을 형성하도록 그내에 형성된 개구부를 가지는 마스크 구성요소를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 와이핑 단계가 상기 마스크 구성요소내의 상기 개구부에 의해 윤곽되어진 상기 대상 표면의 영역을 와이핑하는 단계를 포함하는표면 청정도 측정 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 샘플링 디바이스가 공구에 고정된 도말표본을 포함하는표면 청정도 측정 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 도말표본 구성요소를 상기 공구에 분리 가능하게 고정하는 단계를 더 포함하는표면 청정도 측정 방법.
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