KR20060074158A - 비중측정장치 및 이를 이용한 플럭스비중 관리장치 - Google Patents

비중측정장치 및 이를 이용한 플럭스비중 관리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유체의 비중을 측정하는 비중측정장치 및 상기 비중측정장치를 이용하여 플럭스의 농도가 항상 일정하도록 플럭스의 비중을 관리하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 비중측정장치는 이중용기(10)의 내부용기(11)에 공급관(15)이 연결되고, 상기 이중용기(10)의 외부용기(13)에 배출관(17)이 연결되며, 내부용기(11)에 비중계(19)가 배치되고, 스텝핑 모터(21)의 회전축(23)을 따라 승하강되는 승하강 부재(25)에 포토 커플러(27)가 장착되고, 상기 승하강 부재(25)가 하강하는 중에 포토 커플러(27)가 비중계(19)의 부유높이를 측정하여 중앙처리장치(29)로 신호를 전송함으로서, 중앙처리장치(29)에서 용액의 비중을 판단하고, 회전축(23)의 상단부에 배치되는 제로점 설정 센서(31)가 승하강 부재(25)의 표식자(33)를 검출하여 승하강 부재(25)의 제로점을 검출하고, 중앙처리장치(29)에 의해 디스플레이부(37)에 용액의 측정비중이 디스플레이되는 것을 특징으로 한다.

Description

비중측정장치 및 이를 이용한 플럭스비중 관리장치{Appareatus for mearsuring specific gravity and system for controlling specific gravity of flux employing thereof}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비중측정장치를 도시한 개략도
도 2는 도 1의 비중측정장치를 적용한 플럭스비중 관리장치를 도시한 블록도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비중측정장치를 도시한 개략도
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 비중측정장치를 도시한 개략도
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 비중측정장치를 도시한 개략도
본 발명은 유체의 비중을 측정하는 비중측정장치 및 상기 비중측정장치를 이용하여 플럭스의 농도가 항상 일정하도록 플럭스의 비중을 관리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고품질의 인쇄회로기판을 제조하기 위해서는 양호한 플럭스 도포처리가 중요하다. 따라서, 자동납땜장치의 경우, 플럭스 탱크에 저장되는 플럭스의 농도를 항상 일정하게 유지하기 위한 방안이 모색되어야 한다.
이러한 방안의 한 가지로, 대한민국 특허출원 제2003-26060호(2003년 4월 24일 출원)에 "스트레인 게이지를 이용한 유동유체의 비중 측정 보상장치 및 방법"이 제안되었다.
상기 스트레인 게이지를 이용한 유동유체의 비중 측정 보상장치는 비중 측정을 위한 대상 용액을 공급하는 메인 탱크와, 상기 메인 탱크로부터 대상 용액을 일정하게 공급받아 유지함과 동시에 그 대상용액을 상기 메인 탱크로 일정하게 배출시키는 유체미동 흐름탱크와, 상기 유체미동 흐름탱크의 내부에서 일정하게 흐르는 대상 용액의 무게를 검지하는 부력공과 상기 부력공의 일단에 연결되어 상기 부력공에 의한 대상 용액의 부력을 이용한 무게 데이터를 측정하는 스트레인 게이지를 구비한 비중 감지부와, 상기 유체미동 흐름탱크의 내부에서 일정하게 흐르는 대상 용액의 온도를 감지한 후 그에 상응한 온도 데이터를 출력하는 온도 감지부와, 상기 비중 감지부와 온도 감지부로부터 무게 데이터 및 온도 데이터를 입력받아 대상 용액의 비중값인 측정 데이터를 계산한 후 저장하는 한편 미리 저장된 통계 데이터와 측정된 대상 용액의 비중값인 측정 데이터를 비교한 후 그에 상응한 각종 제어신호를 출력하는 컨트롤 박스와, 상기 컨트롤 박스로부터 비중 보상 제어신호를 입력받음과 동시에 대상 용액의 비중 보상을 위한 물 또는 용액을 상기 메인 탱크로 공급하는 비중 보상부와, 상기 컨트롤 박스로부터 경고발생 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 경고등과 알람을 울리는 경고부로 구성된다.
그러나, 상기 스트레인 게이지를 이용한 유동유체의 비중 측정 보상장치는 유체미동 흐름탱크에 채워지는 대상용액의 수위에 따라 스트레인 게이지의 출력값 이 달라지는 단점이 있으며, 흐르는 용액의 진동에 따른 맥동이 있어 평균값을 읽어야 하므로 정밀한 측정이 불가능한 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이중용기의 내부용기로 플럭스가 넘치도록 공급하여 내부용기에서 외부용기로 오버플로우가 일어나지 않을 때 내부용기에 떠 있는 비중계를 부유높이를 센서를 이용하여 검출함으로서, 비접촉 방식으로 플럭스의 비중을 정확하게 측정할 수 있는 비중측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 측정용기의 하부에 저울을 배치하여 측정용기에서 오버플로루가 일어나지 않을 때 측정용기의 무게를 측정하여 플럭스의 비중을 측정하는 비중측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 위의 비중측정장치를 이용하여 메인탱크에 저장되는 플럭스의 비중을 측정하고, 메인탱크의 플럭스 수위에 상관없이 메인탱크의 비중이 항상 일정하도록 제어하며, 믹서와 발포장치를 이용하여 메인탱크 내에서 플럭스 농도가 균일하게 분포되도록 하며, 실측온도와 실측비중을 측정하고 온도에 따른 표준비중으로 온도 보상을 하여 플럭스의 온도보상비중이 상한계값과 하한계값 사이에 놓이도록 플럭스의 비중을 보상할 수 있는 플럭스 비중 관리장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비중측정장치(1)는 이중용기(10)의 내부용기(11)에 공급관(15)이 연결되고, 상기 이중용기(10)의 외부용기(13)에 배출관(17)이 연결되며, 내부용기(11)에 비중계(19)가 배치되고, 스텝핑 모터(21)의 회전축(23)을 따라 승하강되는 승하강 부재(25)에 포토 커플러(27)가 장착되고, 상기 승하강 부재(25)가 하강하는 중에 포토 커플러(27)가 비중계(19)의 부유높이를 측정하여 중앙처리장치(29)로 신호를 전송함으로서, 중앙처리장치(29)에서 용액의 비중을 판단하고, 회전축(23)의 상단부에 배치되는 제로점 설정 센서(31)가 승하강 부재(25)의 표식자(33)를 검출하여 승하강 부재(25)의 제로점을 검출하고, 중앙처리장치(29)에 의해 디스플레이부(37)에 용액의 측정비중이 디스플레이된다.
상기와 같이 구성된 비중측정장치를 이용하여 다음과 같이 용액의 비중을 설정할 수 있다.
내부용기(11)로 용액이 넘치도록 공급하여 내부용기(11)에서 외부용기(13)로 오버 플로우(overflow)가 일어나지 않을 때, 도 1에 실선으로 도시된 승하강 부재(25)의 제로지점부터 상기 승하강 부재(25)를 하강시킨다. 이때, 상기 승하강 부재(25)가 도 1에 점선으로 도시된 위치에 도달하면, 포토 커플러(27)가 용액에 떠 있는 비중계(19)의 높이(h)를 측정하고, 이값을 비중계(19)의 눈금을 실측한 값으로 중앙처리장치(29)에 세팅하면, 이후, 중앙처리장치(29)는 용액의 비중(농도) 변화에 따라 변화되는 비중계(19)의 높이를 연산하여 용액의 비중값을 연산할 수 있다. 그리고, 사용자는 실측비중값과 실제 사용자가 목측한 비중값이 일치하는지 확인하 여 비중측정의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 비중측정장치는 상기 이중용기(10)의 외부용기(13) 내에 배치되는 온도센서(35)를 더 포함한다.
이것에 의해, 상기 온도센서(35)가 이중용기(10)로 공급되는 용액의 온도를 검출함으로서, 중앙처리장치(29)는 온도센서(35)에 의해 측정된 온도에서의 용액의 실측비중을 기준 온도에서의 표준비중에 대비하여 측정되는 비중값에 대하여 온도보상을 할 수 있있으며, 디스플레이부(37)에 온도보상비중을 표시할 수 있다.
상기 디스플레이부(37)는 실측비중, 실측온도, 표준비중, 상한비중 및 하한 비중을 표시한다. 예를들어, 인쇄회로기판에 도포되는 플럭스는 20℃의 온도에서 소정의 농도를 갖는 것이 가장 바람직하다. 따라서, 비중과 온도를 측정하여 이를 20℃의 플럭스 표준비중으로 온도보상을 하여 표시하면, 사용자가 쉽게 현재의 측정비중과 이를 온도보상한 표준비중을 알 수 있다. 또한, 사용자는 디스플레이부(37)의 상한비중값 및 하한비중 값을 육안으로 확인하면서 온도보상비중의 상한값 및 하한값을 설정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기와 같이 구성되고 작용하는 비중측정장치를 이용한 본 발명에 따른 플럭스 비중 관리장치는 플럭스 탱크(50)에 수위측정센서(51, 53)가 장착되어, 용액의 수위가 하한값에 도달하거나 용액의 비중(농도)가 설정값을 벗어나면, 용액공급부(60)에서 플럭스와 희석제를 선택적으로 공급하고, 상기 플럭스 탱크(50)의 수위가 상한값을 넘으면, 배출관(55)을 통해 용액을 오버플로우 탱크(70)로 배출하고, 플럭스 탱크(50)에 믹서(57) 및 발포관(59)이 장착되어 플럭스 탱크(50)에 저장되는 용액을 균일하게 혼합하고, 플럭스 탱크(50)에 저장된 용액의 일부를 비중측정장치(1)로 공급하여 용액의 비중을 측정하고, 측정된 용액의 비중이 비중측정장치(1)의 중앙처리장치(29)에 의해 디스플레이부(37)에 표시되고, 비중측정장치(1)의 중앙처리장치(29)에서 플럭스 탱크(50)에 저장된 용액의 비중을 판단하여 용액의 비중이 설정값 이하이면 용액공급부(60)에서 플러스를 플럭스 탱크(50)로 공급하고, 용액의 비중이 설정값 이상이면 용액공급부(60)에서 희석제를 플럭스 탱크(50)로 공급한다.
또한, 상기 플럭스 비중 관리장치는 비중측정장치(1)에서 배출되는 용액을 플럭스 탱크(50)로 리턴시키고, 플럭스 탱크(50)의 용액 수위가 하한값에 도달하면 우선적으로 오버플로우 탱크(70)에 저장된 용액을 플럭스 탱크(50)로 공급한다.
따라서, 본 발명에 따른 플럭스 비중 관리장치는 자동으로 용액의 농도를 측정하며, 중앙처리장치(29)의 제어에 의해 자동으로 용액공급부(60)에서 플럭스 탱크로 플럭스와 희석제를 선택적으로 공급하게 됨으로서, 플럭스 탱크(50)에 저장되는 용액 비중이 항상 일정하게 유지된다.
도 2에서 도면부호 □는 펌프를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비중측정장치(101)는 측정용기(103)가 저울(105)에 올려져 있으며, 상기 측정용기(103)로 용액을 공급하여 측정용기(103)의 배출부(103a)를 통한 오버플로우가 정지되면, 이때 저울(105)이 측정용기(103)의 용액 무게를 측정하여 중앙처리장치(107)로 무게 데이타를 제공하고, 중앙처리장치(107)에서 무게 데이터를 비중으로 환산하여 디스플레이부(109)에 측정용액의 비중을 디스플레이한다.
예를들어, 1ℓ의 측정용기(103)에 비워 저울(105)로 무게를 측정한 후, 제로값(0.000)을 설정하고, 다시 1ℓ의 측정용기(103)에 물을 가득 채원 물의 무게를 측정하여 기준값(1.000)을 설정하고, 이후 측정하고자 하는 용액을 측정용기(103)에 가득 채워 용액의 무게를 측정한다. 이와같이 측정된 용액의 무게 데이터를 중앙처리장치(107)는 비중으로 환산하여 디스플레이부(109)에 측정용액의 비중을 디스플레이한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 비중측정장치(201)는 이중용기(210)의 외부용기(211)의 상단에 환형의 하부 받침대(221)가 장착되고, 상기 하부 받침대(221)에 2개의 기둥(223)이 설치되며, 상기 기둥(223)의 상단에 원판 형상의 상부 받침대(225)가 설치되고, 상기 하부 받침대(221)와 상부 받침대(225) 사이에 "∩"의 회전부재(229)의 수직부(229a)에 센서(231)가 장착되어, 상기 센서가(231) 이중용기(210)의 내부용기(213)에 떠 있는 비중계(215)의 높이를 측정한다.
상기 화전부재(229)는 수평부(229b)가 상부 받침대(225)의 하부에 배치되어, 상기 상부 받침대(225)의 중앙에 배치된 정역모터(233)와 연결됨으로서, 수직부(229a)가 시계방향 및 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
상기 센서(231)는 광센서, 근접센서 등 비중계를 터치하지 않는 상태에서 비중계의 높이를 측정할 수 있는 것을 의미한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 비중측정장치(301)는 이중 용기(311)의 내부용기(313)에 비중측정용기(317)가 배치되고, 상기 비중측정용기(317)가 상부에 배치되는 로드셀(319)과 직접 연결되어, 측정용액을 공급관(321)을 통해 내부용기(313)로 공급하여, 내부용기(313)에서 외부용기(315)로의 오버플로우가 정지되면 로드셀(319)이 비중측정용기(317)를 통해 전달되는 압력을 측정하여 중앙처리장치(323)로 데이터를 전송하고, 상기 중앙처리장치(323)는 압력값을 비중값으로 연산하여 디스플레이부(325)에 측정비중을 디스플레이한다.
상기 비중측정용기(317)는 로드셀(319)로 전달되는 압력이 최대화되도록 이중용기(311)의 내부용기(313)와 간격이 최소가 되는 넓은 표면적을 가짐으로서, 소량의 용액으로 정밀하게 측정할 수 있다.
위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 비중측정장치 및 이를 이용한 플럭스 비중 관리기는 비첩촉 방식으로 측정용액의 비중을 정밀하게 측정할 수 있고, 플럭스 탱크에 저장되는 용액의 비중(농도)을 자동으로 측정 및 관리를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 플럭스 비중 관리기는 플럭스 탱크에 믹서 및 발포관이 배치되어 플럭스 탱크에 저장되는 용액의 농도를 균일하게 할 수 있으며, 플럭스 탱크에 저장되는 용액의 수위가 상한값을 초과할 경우에도 플럭스 탱크의 용액을 오버플로우 탱크로 배출시키는 한편 용액공급부에서 플럭스 또는 희석제를 플럭스 탱크로 공급하여 플럭스의 비중 및 수위을 계속해서 균일하게 관리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 이중용기(10)의 내부용기(11)에 공급관(15)이 연결되고, 상기 이중용기(10)의 외부용기(13)에 배출관(17)이 연결되며, 내부용기(11)에 비중계(19)가 배치되고, 스텝핑 모터(21)의 회전축(23)을 따라 승하강되는 승하강 부재(25)에 포토 커플러(27)가 장착되고, 상기 승하강 부재(25)가 하강하는 중에 포토 커플러(27)가 비중계(19)의 부유높이를 측정하여 중앙처리장치(29)로 신호를 전송함으로서, 중앙처리장치(29)에서 용액의 비중을 판단하고, 회전축(23)의 상단부에 배치되는 제로점 설정 센서(31)가 승하강 부재(25)의 표식자(33)를 검출하여 승하강 부재(25)의 제로점을 검출하고, 중앙처리장치(29)에 의해 디스플레이부(37)에 용액의 측정비중이 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 비중측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중용기(10)의 외부용기(13) 내에 배치되는 온도센서(35)를 더 포함고, 상기 온도센서(35)가 이중용기(10)로 공급되는 용액의 온도를 검출함으로서, 중앙처리장치(29)는 온도센서(35)에 의해 측정된 온도에서의 용액의 실측비중을 기준 온도에서의 표준비중에 대비하여 측정되는 비중값에 대하여 온도보상을 할 수 있으며, 디스플레이부(37)에 실측비중, 실측온도, 온도보상비중(포준비중), 비중상한값, 비중하한값을 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 비중측정장치.
  3. 플럭스 탱크(50)에 수위측정센서(51, 53)가 장착되어, 용액의 수위가 하한값에 도달하거나 용액의 비중(농도)가 설정값을 벗어나면, 용액공급부(60)에서 플럭스와 희석제를 선택적으로 공급하고, 상기 플럭스 탱크(50)의 수위가 상한값을 넘으면, 배출관(55)을 통해 용액을 오버플로우 탱크(70)로 배출하고, 플럭스 탱크(50)에 믹서(57) 및 발포관(59)이 장착되어 플럭스 탱크(50)에 저장되는 용액을 균일하게 혼합하고, 플럭스 탱크(50)에 저장된 용액의 일부를 비중측정장치(1)로 공급하여 용액의 비중을 측정하고, 측정된 용액의 비중이 비중측정장치(1)의 중앙처리장치(29)에 의해 디스플레이부(37)에 표시되고, 비중측정장치(1)의 중앙처리장치(29)에서 플럭스 탱크(50)에 저장된 용액의 비중을 판단하여 용액의 비중이 설정값 이하이면 용액공급부(60)에서 플러스를 플럭스 탱크(50)로 공급하고, 용액의 비중이 설정값 이상이면 용액공급부(60)에서 희석제를 플럭스 탱크(50)로 공급하는 것을 특징으로 하는 플럭스 비중 관리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 비중측정장치(1)에서 배출되는 용액을 플럭스 탱크(50)로 리턴시키고, 플럭스 탱크(50)의 용액 수위가 하한값에 도달하면 우선적으로 오버플로우 탱크(70)에 저장된 용액을 플럭스 탱크(50)로 공급하는 것을 특징으로 하는 플럭스 비중 관리장치.
  5. 측정용기(103)가 저울(105)에 올려져 있으며, 상기 측정용기(103)로 용액을 공급하여 측정용기(103)의 배출부(103a)를 통한 오버플로우가 정지되면, 이때 저울(105)이 측정용기(103)의 용액 무게를 측정하여 중앙처리장치(107)로 무게 데이타를 제공하고, 중앙처리장치(107)에서 무게 데이터를 비중으로 환산하여 디스플레이부(109)에 측정용액의 비중을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 비중측정장치.
  6. 이중용기(210)의 외부용기(211)의 상단에 환형의 하부 받침대(221)가 장착되고, 상기 하부 받침대(221)에 2개의 기둥(223)이 설치되며, 상기 기둥(223)의 상단에 원판 형상의 상부 받침대(225)가 설치되고, 상기 하부 받침대(221)와 상부 받침대(225) 사이에 "∩"의 회전부재(229)의 수직부(229a)에 센서(231)가 장착되어, 상기 센서가(231) 이중용기(210)의 내부용기(213)에 떠 있는 비중계(215)의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 비중측정장치.
  7. 이중용기(311)의 내부용기(313)에 비중측정용기(317)가 배치되고, 상기 비중측정용기(317)가 상부에 배치되는 로드셀(319)과 직접 연결되어, 측정용액을 공급관(321)을 통해 내부용기(313)로 공급하여, 내부용기(313)에서 외부용기(315)로의 오버플로우가 정지되면 로드셀(319)이 비중측정용기(317)를 통해 전달되는 압력을 측정하여 중앙처리장치(323)로 데이터를 전송하고, 상기 중앙처리장치(323)는 압력값을 비중값으로 연산하여 디스플레이부(325)에 측정비중을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 비중측정장치.
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