KR20110044417A - Method and apparatus for measuring transmittance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 투과도 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세라믹과 같은 시료의 투과도를 측정하기 위한 방법과 상기 방법에 의하여 시료의 투과도를 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring permeability, and more particularly, to a method for measuring the permeability of a sample such as a ceramic and an apparatus for measuring the permeability of a sample by the method.
세라믹은 금속재료 및 유기 재료에 비하여 내식성, 내열성 및 내마모성 등이 우수하며 다양한 전자기적 기능, 기계적 기능 및 광학적 기능 등을 갖는다.Ceramics have excellent corrosion resistance, heat resistance, and abrasion resistance compared to metal materials and organic materials, and have various electromagnetic functions, mechanical functions, and optical functions.
세라믹에 대한 물성 측정은 측정하고자 하는 물성에 따라 다양한 방법으로 실행될 수 있으며, 대표적으로 강도, 밀도, 인성 등의 물성이 용도에 따라 측정될 수 있다.Measurement of physical properties of the ceramic can be carried out in a variety of ways depending on the physical properties to be measured, typically physical properties such as strength, density, toughness can be measured depending on the application.
도자기(porcelain)와 같은 세라믹은 옹기와 장독과 같은 저장용기 등으로 많이 이용될 수 있으며, 이 경우 세라믹은 수용되는 내용물의 저장성을 개선하기 위하여 양호한 상태의 기체의 투과도가 확보되어야 한다.Ceramics such as porcelain (porcelain) can be used a lot of storage containers such as onggi and poisonous, in this case, the ceramic must be ensured permeability of the gas in a good state in order to improve the storage of the contents contained therein.
따라서, 세라믹에 대한 기체의 투과도를 평가하는 방법과 투과도 측정을 위한 장치의 제시가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to present a method for evaluating gas permeability to ceramics and an apparatus for measuring permeability.
본 발명은 옹기나 장독과 같은 물품으로 제작되는 세라믹 시료에 대한 투과도를 측정하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for measuring the transmittance of a ceramic sample made of an article such as onggi or long poisoning.
본 발명은 기체의 투과도를 측정하기 위하여 세라믹 시료의 양면에 고압과 진공을 형성하여 세라믹 시료를 통한 기체의 투과에 따른 고압과 진공의 변화를 센싱하여 투과도를 측정하는 방법과 장치를 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the permeability by forming a high pressure and a vacuum on both sides of the ceramic sample in order to measure the permeability of the gas to sense the change in high pressure and vacuum in accordance with the permeation of the gas through the ceramic sample. do.
본 발명에 따른 투과도 측정 방법은, 세라믹 시료의 테두리에 에폭시 수지로 캡을 형성하는 단계, 개방된 면이 서로 바라보게 배치되는 고압 챔버와 진공 챔버 사이에 상기 세라믹 시료를 배치하는 단계, 상기 고압 챔버와 상기 진공 챔버 중 적어도 하나 이상을 이동시켜서 상기 세라믹 시료의 상기 캡의 양쪽에 상기 고압 챔버와 상기 진공 챔버의 개방된 면을 압착시킴으로써 상기 고압 챔버와 상기 진공 챔버에 대한 기밀 상태를 형성하는 단계, 상기 고압 챔버에 미리 정해진 수준의 고압을 이루도록 가스를 공급하는 단계, 상기 진공 챔버에 미리 정해진 수준의 진공을 이루도록 가스를 펌핑하는 단계 및 상기 고압 챔버와 상기 진공 챔버가 미리 정 해진 수준의 상기 고압과 상기 진공에 도달하면 상기 가스의 공급과 펌핑을 중지하고 상기 고압 챔버 내의 가스가 상기 세라믹 시료를 투과하여 상기 진공 챔버로 이동함에 따른 상기 고압 챔버와 상기 진공 챔버 내의 압력 변화를 정해진 시간동안 센싱하는 단계를 포함한다.According to the present invention, a method of measuring transmittance may include forming a cap with an epoxy resin on an edge of a ceramic sample, arranging the ceramic sample between a high pressure chamber and a vacuum chamber in which the open surfaces face each other, and the high pressure chamber. Moving at least one of the vacuum chamber and compressing the open surfaces of the high pressure chamber and the vacuum chamber to both sides of the cap of the ceramic sample to form an airtight state for the high pressure chamber and the vacuum chamber, Supplying gas to the high pressure chamber to achieve a predetermined level of high pressure, pumping the gas to achieve a predetermined level of vacuum to the vacuum chamber, and the high pressure chamber and the vacuum chamber to the predetermined level of the high pressure and When the vacuum is reached, the supply and pumping of the gas is stopped and the high pressure chamber Of a step of the gas is sensed for a time given the change in pressure in the vacuum chamber and the high-pressure chamber resulting from the sample passes through the ceramic moving in the vacuum chamber.
본 발명에 따른 투과도 측정 방법은, 세라믹 시료의 일 면에 고압을 형성하고 반대 면에 진공을 형성하는 단계 및 상기 세라믹 시료의 고압이 형성된 상기 일 면에서 진공이 형성된 상기 반대 면으로 가스가 투과함에 따라 변화되는 상기 세라믹 시료의 양면 쪽의 압력을 정해진 시간동안 센싱하는 단계를 포함한다.The method of measuring permeability according to the present invention includes forming a high pressure on one side of a ceramic sample and forming a vacuum on the opposite side, and gas permeating from the one side on which the high pressure of the ceramic sample is formed to the opposite side on which the vacuum is formed. Sensing the pressure on both sides of the ceramic sample to be changed according to a predetermined time.
여기에서, 상기 고압은 공기, 질소 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 적어도 하나 이상이 공급되어 형성될 수 있으며, 1000 Torr 내지 1100 Torr의 범위로 형성될 수 있다.Here, the high pressure may be formed by supplying at least one of air, nitrogen gas, argon gas and hydrogen gas, and may be formed in the range of 1000 Torr to 1100 Torr.
그리고, 상기 진공은 0.1 Torr 내지 0.05 Torr의 범위로 형성될 수 있다.The vacuum may be formed in a range of 0.1 Torr to 0.05 Torr.
상기 센싱은 바라트론(Baratron) 게이지를 이용하여 수행될 수 있으며, 압력 측정을 위한 디지털 게이지를 더 이용할 수 있다.The sensing may be performed using a Baratron gauge, and may further use a digital gauge for pressure measurement.
본 발명에 따른 투과도 측정 장치는, 고압의 가스를 공급하여 고압을 제공하며 상기 가스를 공급하는 라인 중에 고압 센싱용 제1 바라트론(Baratron) 게이지를 구비하는 고압 제공 장치, 펌핑에 의하여 진공을 제공하며 펌핑 라인 중에 진공 센싱용 제2 바라트론 게이지를 구비하는 진공 제공 장치, 세라믹 시료의 일면과 밀착되는 제1 개방면을 가지며 상기 고압 제공 장치에 의하여 상기 세라믹 시료의 일면에 고압을 형성하는 고압 챔버, 상기 세라믹 시료가 배치되는 제2 개방면을 가지며 상기 진공 형성 장치에 의하여 상기 세라믹 시료의 다른 일면에 진공을 형성하는 진공 챔버 및 상기 제1 및 제2 개방면이 서로 마주하도록 이격 배치되는 상기 고압 챔버 및 상기 진공 챔버를 지지하며 상기 제1 및 상기 제2 개방면이 이들 사이에 배치되는 세라믹 시료와 접하여 기밀 상태가 유지되도록 상기 고압 챔버 및 상기 진공 챔버 중 적어도 어느 하나를 직선 왕복시키는 고정 장치를 포함하고, 상기 고압 챔버와 상기 진공 챔버 내부의 압력차에 의하여 상기 가스가 상기 세라믹 시료를 투과함에 따라 발생되는 상기 고압 챔버와 상기 진공 챔버 내부의 압력 변화를 상기 제1 및 제2 바라트론 게이지로 센싱한다.A device for measuring permeability according to the present invention provides a high pressure by supplying a gas of high pressure, and a high pressure providing device having a first Baratron gauge for high pressure sensing in a line supplying the gas, and providing a vacuum by pumping And a high pressure chamber for forming a high pressure on one surface of the ceramic sample by the high pressure providing device, the vacuum providing device having a second baratrone gauge for vacuum sensing in the pumping line, and having a first open surface in close contact with one surface of the ceramic sample. And a vacuum chamber for forming a vacuum on the other surface of the ceramic sample by the vacuum forming apparatus and the first and second opening surfaces spaced apart from each other so as to face each other. A ceramic sample supporting the chamber and the vacuum chamber and having the first and second open surfaces disposed therebetween; And a fixing device for linearly reciprocating at least one of the high pressure chamber and the vacuum chamber so as to be in contact with the airtight state, and the gas penetrates the ceramic sample by a pressure difference between the high pressure chamber and the vacuum chamber. The generated pressure changes in the high pressure chamber and the vacuum chamber are sensed by the first and second baratlon gauges.
여기에서, 상기 고압 제공 장치는, 고압의 가스가 수용된 적어도 하나 이상의 가스 용기, 상기 가스 용기에서 공급되는 가스가 충진되는 제1 버퍼 챔버, 상기 가스 용기와 상기 제1 버퍼 챔버 사이를 연결하는 제1 배관 상에 형성되는 제1 밸브, 상기 제1 버퍼 챔버와 상기 고압 챔버 사이를 연결하는 제2 배관 상에 형성되는 제2 밸브, 상기 제1 버퍼 챔버에 설치되는 상기 제1 바라트론 게이지; 및 상기 제1 버퍼 챔버와 상기 제2 밸브 사이의 상기 제2 배관에 설치되는 제1 디지털 게이지를 포함하며, 상기 고압 챔버로 가스를 공급하기 위하여 상기 제1 및 제2 밸브가 열리고, 상기 센싱을 위하여 상기 제1 밸브는 닫히고 상기 제2 밸브는 열린 상태를 유지할 수 있다.The apparatus for providing high pressure may include at least one gas container containing a high pressure gas, a first buffer chamber filled with a gas supplied from the gas container, and a first connecting the gas container with the first buffer chamber. A first valve formed on a pipe, a second valve formed on a second pipe connecting between the first buffer chamber and the high pressure chamber, and the first baratrone gauge installed on the first buffer chamber; And a first digital gauge installed in the second pipe between the first buffer chamber and the second valve, wherein the first and second valves are opened to supply gas to the high pressure chamber, and the sensing is performed. In order to do so, the first valve may be closed and the second valve may remain open.
상기 가스 용기는 공기, 질소 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 어느 하나를 수용함이 바람직하다.The gas container preferably contains any one of air, nitrogen gas, argon gas and hydrogen gas.
그리고, 상기 가스 용기는 상기 제1 밸브에 대하여 병렬로 둘 이상 연결되 며, 각 가스 용기는 공기, 질소 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 어느 하나를 수용하며 서로 다른 가스를 수용할 수 있다.In addition, two or more gas containers may be connected in parallel with respect to the first valve, and each gas container may accommodate any one of air, nitrogen gas, argon gas, and hydrogen gas, and may receive different gases.
그리고, 상기 고압 제공 장치는 1000 Torr 내지 1100 Torr의 범위로 상기 고압 챔버에 상기 고압을 제공할 수 있다.In addition, the high pressure providing device may provide the high pressure to the high pressure chamber in the range of 1000 Torr to 1100 Torr.
그리고, 상기 진공 제공 장치는, 상기 가스를 펌핑하는 진공 펌프, 상기 진공 챔버에서 펌핑되는 가스가 충진되는 제2 버퍼 챔버, 상기 진공 펌프와 상기 제2 버퍼 챔버 사이를 연결하는 제3 배관 상에 형성되는 제3 밸브, 상기 제2 버퍼 챔버와 상기 진공 챔버 사이를 연결하는 제4 배관 상에 형성되는 제4 밸브, 상기 제2 버퍼 챔버에 설치되는 제2 바라트론 게이지 및 상기 제2 버퍼 챔버와 상기 제4 밸브 사이의 상기 제4 배관에 설치되는 제2 디지털 게이지를 포함하며, 상기 진공 챔버에서 가스를 펌핑하기 위하여 상기 제3 및 제4 밸브가 열리고 상기 센싱을 위하여 상기 제3 밸브는 닫히고 상기 제4 밸브는 열린 상태를 유지할 수 있다.The vacuum providing apparatus may be formed on a vacuum pump for pumping the gas, a second buffer chamber filled with the gas pumped in the vacuum chamber, and a third pipe connecting the vacuum pump and the second buffer chamber. A third valve, a fourth valve formed on a fourth pipe connecting between the second buffer chamber and the vacuum chamber, a second baratrone gauge installed in the second buffer chamber, and the second buffer chamber and the And a second digital gauge installed in the fourth pipe between the fourth valves, wherein the third and fourth valves are opened to pump gas in the vacuum chamber and the third valve is closed and the third valve is closed for sensing. 4 The valve can remain open.
여기에서, 상기 진공 제공 장치는 0.1 Torr 내지 0.05 Torr의 범위로 상기 진공을 형성할 수 있다.Here, the vacuum providing device may form the vacuum in the range of 0.1 Torr to 0.05 Torr.
그리고, 상기 고압 챔버는, 원통형상을 가지며 상기 제1 개방면이 형성되고 측면에 가스의 공급을 위한 제1 관통구가 형성되는 제1 챔버 및 링 형상을 가지며 상기 제1 챔버의 상기 제1 개방면의 입구에 삽입되고 상기 제1 챔버의 입구와 접하는 면과 상기 세라믹 시료와 접하는 이면에 각각 제1 오링들이 설치되는 제1 개스킷을 포함할 수 있다.The high pressure chamber has a cylindrical shape, a first chamber in which the first opening surface is formed, and a first through hole for supplying gas to a side surface thereof, and a ring shape, and the first dog of the first chamber. The first gasket may include a first gasket inserted into an inlet of the first surface and provided with first o-rings on a rear surface of the first chamber and a rear surface of the first chamber.
그리고, 상기 진공 챔버는, 원통형상을 가지며 상기 제2 개방면이 형성되고 측면에 진공 펌핑을 위한 제2 관통구가 형성되는 제2 챔버 및 링 형상을 가지며 상기 제2 챔버의 상기 제2 개방면의 입구에 삽입되고 상기 제2 챔버의 입구와 접하는 면과 상기 세라믹 시료와 접하는 이면에 각각 제2 오링들이 설치되는 제2 개스킷을 포함할 수 있다.The vacuum chamber has a cylindrical shape, a second chamber in which the second opening surface is formed, and a second through hole for vacuum pumping is formed on a side surface, and the second opening surface of the second chamber is formed. A second gasket may be inserted into an inlet of the second gasket and provided with second o-rings respectively provided on a surface of the second chamber and in contact with the inlet of the second chamber.
그리고, 상기 고정 장치는, 직선 방향으로 인출 및 수축 가능하고 일단이 상기 진공 챔버에 고정되며 상기 진공 챔버에 대하여 복수 개 설치되는 제1 유동 실린더들이 설치되는 제1 수직 패널, 직선 방향으로 인출 및 수축 가능하고 일단이 상기 고압 챔버에 고정되며 상기 고압 챔버에 대하여 복수 개 설치되는 제2 유동 실린더들이 설치되고 중앙에 나사가 형성된 제3 관통공이 형성되는 제2 수직 패널, 상기 제1 및 제2 수직 패널의 서로 대응되는 모서리들 사이에 배치되어서 길이 방향 양단이 상기 제1 및 제2 수직 패널과 결합되는 수평 빔들, 상기 제1 유동 실린더에 끼워져서 상기 진공 챔버에 탄성력을 제공하는 스프링들, 상기 고압 챔버와 접하는 쪽이 넓은 제4 관통공이 중앙에 형성되고 상기 제4 관통공에 베어링이 결합되며 상기 제2 유동 실린더들의 단부와 상기 고압 챔버 사이에 고정되는 회전지지판 및 측면에 상기 제3 관통구와 치합되는 나사가 형성되고 일단이 상기 베어링에 결합되어 상기 제2 수직패널의 상기 제3 관통공을 관통하여 소정 길이 돌출되는 샤프트 및 상기 샤프트의 타단에 구성되는 손잡이를 포함하며 상기 손잡이의 회전에 의하여 상기 샤프트와 상기 제2 수직 패널의 상기 제3 관통공 간의 치합에 의하여 상기 직선 방향 구동력이 발생하여 상기 고압 챔버를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.In addition, the fixing device is a first vertical panel which can be pulled out and shrunk in a linear direction, one end of which is fixed to the vacuum chamber and a plurality of first flow cylinders are installed with respect to the vacuum chamber, and withdraws and shrunks in a straight direction. A second vertical panel, the first and second vertical panels capable of being fixed in the high pressure chamber and having a plurality of second flow cylinders installed with respect to the high pressure chamber and having a third through-hole formed in the center thereof; Horizontal beams disposed between corresponding edges of the horizontal beams, the both ends of which are longitudinally coupled with the first and second vertical panels, springs fitted into the first flow cylinder to provide elastic force to the vacuum chamber, the high pressure chamber A fourth through hole having a wider side in contact with the bearing is coupled to the fourth through hole, and the second flow cylinders are coupled to the fourth through hole. A rotating support plate fixed between an end portion and the high pressure chamber and a screw to be engaged with the third through hole are formed at one side thereof, and one end thereof is coupled to the bearing to protrude a predetermined length through the third through hole of the second vertical panel. A shaft and a handle configured at the other end of the shaft, wherein the linear driving force is generated by the engagement between the shaft and the third through hole of the second vertical panel by rotation of the handle to drive the high pressure chamber. It may include a driving unit.
또한, 상기 세라믹 시료는 테두리에 에폭시 수지로 캡을 형성하여서 상기 고압 챔버의 상기 제1 개방면과 상기 진공 챔버의 상기 제2 개방면 사이에 배치될 수 있다.In addition, the ceramic sample may be disposed between the first opening surface of the high-pressure chamber and the second opening surface of the vacuum chamber by forming a cap with an epoxy resin on the rim.
따라서, 본 발명에 의하면 옹기나 장독과 같은 물품으로 제작되는 세라믹 시료에 대한 투과도를 측정함에 있어서, 세라믹 시료의 양면에 고압과 진공을 형성하여 세라믹 시료를 통한 기체의 투과에 따른 고압과 진공의 변화를 센싱하여 투과도를 측정함으로써 세라믹 시료에 대한 투과도를 손쉽게 구할 수 있다.Therefore, according to the present invention, in measuring the permeability of a ceramic sample made of an article such as onggi or long venom, high pressure and vacuum are formed on both sides of the ceramic sample to change the high pressure and vacuum according to the permeation of gas through the ceramic sample. By measuring the transmittance by sensing the transmittance to the ceramic sample can be easily obtained.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It doesn't happen. Like numbers refer to like elements in the figures.
본 발명에 따른 투과도 측정 방법은 도 1 내지 도 12에 도시된 장치를 이용하여 수행되며, 세라믹 시료(100)의 양 면 중 고압이 형성된 면으로부터 진공이 형성된 면으로 기체가 투과함에 따라서 양 면의 압력이 변화되는 것을 센싱함으로써 투과도를 측정하는 방법을 제시한다.The method of measuring permeability according to the present invention is performed by using the apparatus shown in FIGS. 1 to 12, and both sides of the
이를 위하여 본 발명에 따른 실시예는 먼저 세라믹 시료(100)의 일 면에 고압을 형성하고 반대 면에 진공을 형성하는 단계와, 상기 고압과 진공이 형성된 후 상기 세라믹 시료(100)의 고압이 형성된 상기 일 면에서 진공이 형성된 상기 반대 면으로 가스가 투과함에 따라 변화되는 상기 세라믹 시료의 양면 쪽의 압력을 정해진 시간동안 센싱하는 단계를 포함한다.To this end, an embodiment according to the present invention first forms a high pressure on one surface of the
보다 구체적으로 본 발명에 따른 투과도 측정 방법을 설명한다.More specifically, the method of measuring transmittance according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 실시예는 세라믹 시료(100)의 테두리에 에폭시 수지로 캡(102)을 형성한다. 그리고 캡(102)이 형성된 세라믹 시료는 개방된 면이 서로 바라보게 배치되는 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 배치된다.In the embodiment of the present invention, the
세라믹 시료(100)가 배치된 후 상기 고압 챔버(50)를 구동시켜서 직선 방향으로 이동시키고 고압 챔버(50)의 구동에 의하여 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 세라믹 시료(100)가 압착된다. 이때 기밀성을 높이기 위하여 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)의 개방된 면은 세라믹 시료(100)와 직접 맞닿지 않고 캡(102)의 양쪽에 압착되며, 그에 따라 고압 챔버(50)의 개방된 면과 진공 챔버(70)의 개방된 면은 세라믹 시료(100)에 의하여 기밀 상태를 유지한다.After the
그 후, 세라믹 시료(100)의 일면 즉 고압 챔버(50)가 밀착된 면 쪽에 미리 정해진 수준의 고압이 형성되도록 고압 챔버(50) 내부에 가스가 공급된다. 이와 동시에 세라믹 시료(100)의 다른 일면 즉 진공 챔버(70)가 밀착된 면 쪽에 미리 정해진 수준의 진공이 형성되도록 진공 챔버(70) 내부의 가스가 펌핑된다.Thereafter, gas is supplied into the
고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)가 미리 정해진 수준의 고압과 진공에 도달하면 가스의 공급과 펌핑이 중지되고, 고압 챔버(50) 내의 가스가 상기 세라믹 시료(100)를 투과하여 진공 챔버(70)로 이동함에 따른 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 내의 압력 변화를 정해진 시간동안 센싱한다.When the
고압을 제공하기 위하여 공급되는 가스는 공기, 질소 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 적어도 하나 이상이 선택될 수 있으며, 고압을 이루는 압력은 1000 Torr 내지 1100 Torr의 범위로 형성될 수 있다.The gas supplied to provide the high pressure may be selected from at least one of air, nitrogen gas, argon gas, and hydrogen gas, and the pressure forming the high pressure may be in the range of 1000 Torr to 1100 Torr.
그리고, 진공은 0.1 Torr 내지 0.05 Torr의 범위의 압력으로 형성될 수 있다.And, the vacuum may be formed at a pressure in the range of 0.1 Torr to 0.05 Torr.
상술한 고압과 진공은 통상적으로 압력을 측정하는데 이용되는 바라트론 게이지(22, 42)를 이용하여 측정될 수 있다. 그리고, 바라트론 게이지의 정상적인 작동을 비교하기 위하여 디지털 게이지(24, 44)가 더 추가되어 이용될 수 있다.The high pressures and vacuums described above can be measured using
상술한 방법으로 수행되는 투과도 측정 방법을 수행하기 위한 장치는 도 1 내지 도 12와 같이 구성될 수 있으며, 세라믹 시료(100)의 양면에 고압과 진공을 형성한 후 센싱은 도 13을 참조하여 설명될 수 있다.The apparatus for performing the method of measuring the transmittance performed by the above-described method may be configured as shown in FIGS. 1 to 12. After forming a high pressure and a vacuum on both surfaces of the
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 투과도 측정 장치는 고압 제공 장치(200), 진공 제공 장치(300), 고압 챔버(50), 진공 챔버(70) 및 고정 장치(400)를 포함한다.First, referring to FIG. 1, a device for measuring transmittance according to the present invention includes a high
고압 제공 장치(200)는 가스 용기(10), 밸브들(12 내지 18), 버퍼 챔버(20), 바라트론 게이지(22), 디지털 게이지(24), 및 이들 간을 연결하는 배관을 포함할 수 있다.The high
먼저, 가스 용기(10)와 버퍼 챔버(20) 사이에는 각 가스 용기(10)에 설치되는 밸브(12, 14) 및 밸브(12, 14)가 연결된 배관이 병렬로 연결되는 밸브(16)가 구성된다. 여기에서, 밸브(12, 14)는 가스 용기(10)의 개폐를 위하여 동작하는 밸브이며, 밸브(16)는 가스 용기(10)로부터 공급되는 가스를 버퍼 챔버(20)로 공급하기 위하여 개폐되는 밸브이다. 여기에서, 밸브(16)는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다.First, between the
그리고, 버퍼 챔버(20)와 고압 챔버(50) 사이의 배관에는 밸브(18)가 구성되며, 밸브(18)는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다.In addition, a
그리고, 버퍼 챔버(20)에는 바라트론 게이지(22)가 구성될 수 있으며, 버퍼 챔버(20)와 밸브(18) 사이의 배관에는 디지털 게이지(24)가 구성될 수 있다. 여기에서 바라트론 게이지(22)는 하나 이상 구성될 수 있으며, 두 개의 바라트론 게이지(22)를 구성하는 경우 하나는 고압 측정을 위한 메인 게이지이며 다른 하나는 고장 및 측정 상태의 정확도를 평가하기 위한 백업용 게이지이다. 그리고, 디지털 게이지(24)는 바라트론 게이지(22)가 정상적으로 동작하는지 모니터링하기 위한 용도로 이용될 수 있으며, 고압 수치를 디지털로 디스플레이하기 위하여 이용되는 것이다.In addition, the
상술한 바에서, 가스 용기(10)는 공기, 질소 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 어느 하나를 수용하는 것이 설치될 수 있으며, 서로 다른 가스를 수용하는 가스 용기(10)가 밸브(16)에 대하여 병렬로 둘 이상 연결될 수 있다. 둘 이상의 다 른 가스를 병렬로 연결하는 경우 밸브(12, 14)에 각각 가스 용기(10)가 연결될 수 있다.As described above, the
그리고, 가스 용기(10)는 가스를 고압 상태로 수용하는 것이며, 고압으로 수용된 가스를 공급함으로써 고압 챔버(50)에 1000 Torr 내지 1100 Torr의 범위로 고압을 제공할 수 있다.In addition, the
한편, 진공 제공 장치(300)는 진공 펌프(30), 밸브들(32 내지 36), 버퍼 챔버(40), 바라트론 게이지(42), 디지털 게이지(44), 및 이들 간을 연결하는 배관을 포함할 수 있다.Meanwhile, the
먼저, 진공 펌프(30)와 버퍼 챔버(40) 사이에는 밸브들(32, 34)이 배관 상에 구성되며, 밸브(32)는 진공 펌프(30)로 배관을 개폐하는 메인 밸브이고, 밸브(34)는 버퍼 챔버(40)와 진공 펌프(30) 간을 개폐하는 밸브이다. 여기에서 밸브(34)는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다.First,
그리고, 버퍼 챔버(40)와 진공 챔버(70) 사이의 배관에는 밸브(36)가 구성되며, 밸브(36)는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다.In addition, a
그리고, 버퍼 챔버(40)에는 바라트론 게이지(42)가 구성될 수 있으며, 버퍼 챔버(40)와 밸브(36) 사이의 배관에는 디지털 게이지(44)가 구성될 수 있다. 여기에서 바라트론 게이지(42)는 하나 이상 구성될 수 있으며, 두 개의 바라트론 게이지(42)를 구성하는 경우 하나는 진공 측정을 위한 메인 게이지이며 다른 하나는 고장 및 측정 상태의 정확도를 평가하기 위한 백업용 게이지이다. 그리고, 디지털 게이지(44)는 바라트론 게이지(42)가 정상적으로 동작하는지 모니터링하기 위한 용도 로 이용될 수 있으며, 진공 수치를 디지털로 디스플레이하기 위하여 이용되는 것이다.In addition, the
상술한 구성에서 고압 챔버(50)로 가스를 공급하기 위해서는 밸브(12, 16, 18)가 모두 열린 상태가 유지되어야 하고, 고압 챔버(50)가 고압으로 설정된 상태에서 센싱을 위해서는 밸브(18)는 열리고 밸브(16)는 닫힌 상태가 유지되어야 한다.In the above-described configuration, all of the
그리고, 진공 챔버(70) 내의 가스를 펌핑하기 위해서는 밸브(32, 34, 25)가 모두 열린 상태가 유지되어야 하고, 진공 챔버(70)가 진공으로 설정된 상태에서 센싱을 위해서는 밸브(36)는 열리고 밸브(34)는 닫힌 상태가 유지되어야 한다.And, in order to pump the gas in the
상술한 구성에 의하여 진공 펌프(30)는 0.1 Torr 내지 0.05 Torr의 범위로 진공을 형성할 수 있으며, 로터리 펌프가 이용될 수 있다.By the above-described configuration, the
한편, 고압 챔버(50), 진공 챔버(70) 및 고정장치(400)는 도 2 및 도 3과 같은 구성으로 설치되며, 도 4와 같이 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)는 고정 장치(400)에 의하여 서로 이격되게 구동될 수 있으며, 도 4와 같이 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 세라믹 시료(100)가 배치되고, 고압 챔버(50)가 도 2 및 도 3의 상태로 구동됨으로써 세라믹 시료(100)가 밀착될 수 있다. 도 2 및 도 3의 상태와 같이 세라믹 시료(100)가 밀착된 상태에서 본 발명에 따른 투과도 측정이 이루어질 수 있다.On the other hand, the
도 5를 참조하면, 세라믹 시료(100)는 고압 챔버(50) 및 진공 챔버(70)와 같 거나 작은 직경의 원형으로 가공될 수 있으며, 가공된 세라믹 시료(100)의 측면 단부에는 에폭시 수지로 캡(102)을 형성할 수 있다. 도 5의 세라믹 시료(100)는 평평한 것과 굴곡된 것을 예시하고 있으며, 캡(102)은 세라믹 시료(100)의 측면에 형성되고, 캡(102)에 의하여 세라믹 시료(100)는 측면 아웃-가싱이 방지될 수 있다. Referring to FIG. 5, the
그리고, 에폭시 수지로 형성되는 캡(102)은 세라믹 시료(100)의 형상의 차(굴곡 등)에 따라 발생할 수 있는 유격을 보상할 수 있다. 그리고, 에폭시 수지로 형성되는 캡(102)은 고압 챔버(50) 및 진공 챔버(70)가 밀착됨에 따라 세라믹 시료(100)가 파손되는 것을 방지한다. 또한, 에폭시 수지로 형성되는 캡(102)은 세라믹 표면이 매끄럽지 못하기 때문에 고압 챔버(50) 또는 진공 챔버(70)로 압착하여도 양호한 기밀 상태를 제공하지 못하는 것을 보완하기 위하여 형성되는 것으로 센싱을 위한 양호한 기밀 상태를 제공하기 위한 것이다.In addition, the
상술한 바와 같이 캡(102)이 형성된 세라믹 시료(100)는 도 4와 같이 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 배치된 후 도 2 및 도 3과 같이 진공 챔버가 구동됨에 따라서 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 압착된다.As described above, the
먼저, 도 2 내지 도 4에 구성된 진공 챔버(70)의 구성을 도 6을 참조하여 설명한다.First, the structure of the
진공 챔버(70)는 도 6과 같이 원통형상을 갖는 챔버(72)와 챔버(72)의 제2 개방면(72a)에 삽입되는 개스킷(74)을 포함한다. 챔버(72)는 측면에 관통구(72b)가 형성되고 제2 개방면(72a)의 입구에 개스킷(74)이 삽입되는 단차면(72c)이 형성되고 내부 공간(70d)은 제2 개방면(72a)과 연통된다. 그리고, 챔버(72)의 제2 개방 면(72a)이 형성된 반대쪽에는 유동 실린더(410)와 결합을 위한 다수의 체결구(72e)가 형성된다.The
상술한 챔버(72)의 체결구(72e)가 형성된 쪽 측면은 도 7a로 예시되고 제2 개방면(72a)이 형성된 측면은 도 7b로 예시된다.The side on which the
그리고, 챔버(72)의 제2 개방면(72a)의 입구에 삽입되는 개스킷(74)은 챔버(72)의 단차진 두께와 같거나 그 보다 큰 두께를 가지며 챔버(72)의 내부 공간(72d)과 동일한 직경의 관통공(74a)을 가지고 챔버(72)의 단차면(72c)과 접하는 면에 오링(76)이 형성된다. 그리고, 개스킷(74)의 챔버(72)와 접하는 면의 반대 면에는 세라믹 시료(100)가 삽입되는 요부(74b)가 형성되며 요부의 저면에도 오링(76)이 형성된다.In addition, the
상술한 개스킷(74)의 챔버(72)와 접하는 쪽 측면은 도 8a로 예시되고 요부(74b)가 형성된 쪽 측면은 도 8b로 예시된다.The side surface contacting the
상술한 진공 챔버(70)는 유동 실린더(410)에 결합되어서 수직 패널(420)에 지지되며, 유동 실린더(410)의 단부에 결합되는 스프링(430)에 의하여 탄성력을 제공받도록 지지된다. 따라서, 세라믹 시료(100)가 게재된 상태에서 고압 챔버(50)가 기밀을 유지하기 위하여 직선 방향으로 밀면, 유동 실린더(410)가 수축되면서 고압 챔버(50)가 구동되는 방향으로 진공 챔버(70)가 밀린다. 그러나, 스프링(430)의 탄성력에 의한 리액션이 진공 챔버(70)에 작용하여 세라믹 시료(100)를 밀게되고 결국 진공 챔버(70)는 세라믹 시료(100)와 기밀을 유지할 수 있는 압착 상태를 유지한다.The
한편, 도 2 내지 도 4에 구성된 고압 챔버(50)의 구성은 도 9를 참조하여 설명될 수 있으며, 고압 챔버(50)는 진공 챔버(70)와 동일한 구성을 갖는 챔버(52) 및 개스킷(54)을 포함한다. 고압 챔버(50)의 챔버(52)와 그의 제1 개방면(52a)에 삽입되는 개스킷(54)의 구성은 진공 챔버(70)를 참조하여 이해될 수 있으므로 중복된 설명은 생략한다.Meanwhile, the configuration of the
고압 챔버(50)에는 고정 장치(400)에 포함되는 회전지지판(440)이 제1 개방면(52a)이 형성된 반대 면에 설치되며, 회전지지판(440)은 고압 챔버(50)와 접하는 쪽이 넓은 단차진 관통공(442)이 형성되고 고압 챔버(50)의 챔버(52)에 형성된 유동 실린더(410)와 결합을 위한 다수의 체결구(52e)에 대응되는 위치에 유동 실린더(410)의 단부가 관통되는 관통공(444)들이 형성된다. 관통공(442)에는 베어링(446)이 결합되며 베어링(446)은 후술되는 샤프트(448)의 단부와 결합되어서 샤프트(448)의 회전을 지지한다.In the
상술한 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)는 고정 장치(400)에 의하여 지지되며, 고정장치(400)는 제1 및 제2 개방면(52a, 72a)이 서로 마주하도록 이격 배치되는 고압 챔버(50) 및 진공 챔버(70)를 지지한다. 고정 장치(400)는 고압 챔버(50)를 밀어서 제1 및 상기 제2 개방면(52a, 72a) 사이에 배치되는 세라믹 시료(100)를 압착하여 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)의 기밀 상태를 유지하는 구성을 갖는다.The
도 2 내지 도 4와 도 10 및 도 12을 참조하여 고정 장치(400)의 구성을 설명한다.The configuration of the fixing
고정 장치(400)는 이격된 위치에 수직 패널(420, 450)이 설치되고, 수직 패 널(420, 450)들은 베이스(422, 452)을 이용한 나사(도시되지 않음) 결합에 의하여 직립되면서 다수의 수평 빔(480)으로 지지된다. 수직 패널(420, 450)의 모서리에는 수평 빔(480)과 체결을 위하여 나사(도시되지 않음)가 삽입되는 관통공(424, 454)들이 형성되고, 유동 실린더(410)가 조립되는 위치에 각각 유동실린더(410)가 삽입되어서 고정되는 관통공(426, 456)들이 형성된다. 그리고, 수직 패널(450)의 중앙에는 샤프트(448)가 관통되는 관통공(458)이 형성되며, 관통공(458)은 나사가 형성되어서 측면에 나사가 형성된 샤프트(448)와 치합을 이룬다.The fixing
수평 빔(480)은 단부에 나사공(482)이 형성됨으로써 수직 패널(420, 450)의 관통공(424, 454)들을 관통하는 나사(도시되지 않음)에 의하여 고정될 수 있다.The
유동 실린더(410)는 직선 방향으로 인출 및 수축 가능하고 일단이 수직 패널(420, 450)에 고정되고 인출 및 수축되는 타단이 고압 챔버(50) 또는 진공 챔버(70)에 고정되며, 고압 챔버(50) 또는 진공 챔버(70)에 대하여 복수 개 설치된다.The
그리고, 회전지지판(440)의 베어링(446)에는 샤프트(448)의 일단이 결합되며, 샤프트(448)는 상술한 수직 패널(450)의 관통공(458)과 치합을 이루며 수직 패널(450)을 관통하여 소정 길이 노출되는 길이를 갖는다. 샤프트(448)의 타단에는 손잡이(470)가 구성되며, 손잡이(470)는 샤프트(448)에 고정되는 디스크와 레버를 포함한다. 상술한 구성에서 샤프트(448)와 손잡이(470)가 구동부에 포함된다.In addition, one end of the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 투과도 측정 장치가 구성됨으로써 도 4와 같이 위치하는 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 캡(102)이 형성된 세라믹 시 료(100)를 배치한다.As described above, the permeability measuring device according to the present invention is configured to arrange the
세라믹 시료(100)가 배치된 상태에서 손잡이(470)를 돌리면 샤프트(448)가 회전하고, 샤프트(448)는 수직 패널(450)에 형성된 관통공(458)과 치합에 의하여 전진하여 고압 챔버(50)를 밀게 된다. 고압 챔버(50)가 직선 방향으로 전진하면 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)의 제1 및 제2 개방면(52a, 72a) 사이에 세라믹 시료(100)가 압착된다. 캡(102)이 형성된 세라믹 시료(100)는 압착되는 상태에서 개스킷(54, 74)의 요부(74b)에 삽입되고, 캡(102)은 오링(76)과 밀착되어 기밀을 유지하는 상태가 된다.When the
고압 챔버(50)가 전진하면 진공 챔버(70)는 초기에 고압 챔버(50)에 밀리다가 스프링(430)의 탄성력에 의한 리액션에 의하여 세라믹 시료(100)를 밀어서 기밀을 유지하는 상태가 된다.When the
상술한 바와 같이 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 세라믹 시료(100)를 압착한 후 고압 제공 장치(200)에 포함되는 밸브(12, 16, 18)와 진공 제공 장치에 포함되는 밸브(32, 34, 36)를 열면 가스 용기(10)에 저장된 고압의 가스가 버퍼 챔버(20)를 통하여 고압 챔버(50)로 공급되고 진공 펌프(30)의 펌핑에 의하여 진공 챔버(70) 내의 가스가 버퍼 챔버(40)를 통하여 배기된다.As described above, the
고압 챔버(50) 내의 고압이 실시예로서 설정되는 범위인 1000 Torr 이상이 되고, 진공 챔버(70) 내의 진공이 실시예로서 설정되는 범위인 0.1 Torr 이하가 되면, 고압 제공 장치(200)의 밸브(16)와 진공 제공 장치(300)의 밸브(34)를 잠그고 고압의 제공과 펌핑을 중단한다.When the high pressure in the
그러면, 고압 챔버(50) 내에 고압으로 충진된 가스가 세라믹 시료(100)를 투과하여 진공 챔버(70)로 서서히 이동된다. 상술한 가스의 투과가 시작되면 고압 챔버(50)는 점차적으로 압력이 낮아지고 진공 챔버(70)는 점차적으로 압력이 높아진다.Then, the gas filled at high pressure in the
즉, 도 13와 같은 그래프를 그리면서 상압인 760 Torr로 향하여 압력 변화가 발생된다. 이와 같은 압력 변화는 버퍼 챔버(20, 40)에 설치된 바라트론 게이지(22, 42)와 디지털 게이지(24, 44)에 의하여 센싱될 수 있다.That is, the pressure change is generated toward the
세라믹 시료의 상술한 투과도 측정은 3분 또는 4분과 같이 미리 정해진 측정 시간(T) 동안 진행될 수 있으며, 정해진 측정 시간(T)동안 압력 변화로써 투과도가 판단될 수 있다.The above-described transmittance measurement of the ceramic sample may be performed for a predetermined measurement time T, such as 3 minutes or 4 minutes, and the transmittance may be determined by the pressure change during the predetermined measurement time T.
상술한 실시예는 고압 챔버를 구동부인 손잡이를 회전시켜서 직선 방향으로 이동하는 것으로 예시하였으나, 이에 국한되지 않고 진공 챔버 또는 고압 챔버와 진공 챔버 모두에 구동부를 구성할 수 있다.In the above-described embodiment, the high pressure chamber is illustrated as being moved in a linear direction by rotating a knob, which is a driving unit, but the driving unit may be configured in both the vacuum chamber or the high pressure chamber and the vacuum chamber.
또한, 실시예는 스프링을 진공 챔버 쪽에 구성하는 것으로 예시하였으나, 이에 국한되지 않고 진공 챔버와 고압 챔버 모두에 구성할 수 있다.In addition, the embodiment is illustrated as configuring the spring on the vacuum chamber side, but may be configured in both the vacuum chamber and the high pressure chamber without being limited thereto.
또한, 고압 제공 장치와 진공 제공 장치에 각각 구성되는 밸브들은 전자 제어 시스템에 의하여 자동으로 개폐되도록 구성될 수 있으며, 이 경우 전자 제어 시스템에서 센싱 개시 신호 또는 센싱 종료 신호가 발생되면 그에 연동하여 자동으로 개폐되는 구성을 가짐이 바람직하다.In addition, the valves respectively configured in the high pressure providing device and the vacuum providing device may be configured to be opened and closed automatically by the electronic control system. In this case, when a sensing start signal or a sensing end signal is generated in the electronic control system, It is preferable to have a structure which opens and closes.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of this invention is carried out. This is possible.
도 1은 본 발명에 따른 투과도 측정 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 계통도이다.1 is a system diagram showing a preferred embodiment of a transmittance measuring device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 투과도 측정 장치의 고압 챔버, 진공 챔버 및 고정 장치의 평면에 대한 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of the plane of the high pressure chamber, the vacuum chamber and the fixing device of the permeability measuring device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 투과도 측정 장치의 고압 챔버, 진공 챔버 및 고정 장치의 측면에 대한 부분 단면도이다. 3 is a partial cross-sectional view of the side of the high pressure chamber, the vacuum chamber and the fixing device of the permeability measuring device according to the present invention.
도 4는 고압 챔버와 진공 챔버가 이격된 상태를 나타내는 평면에 대한 부분 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of a plane showing a state where the high pressure chamber and the vacuum chamber are spaced apart.
도 5는 세라믹 시료를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a ceramic sample.
도 6은 진공 챔버의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the vacuum chamber.
도 7a은 진공 챔버의 좌측 측면도이다.7A is a left side view of the vacuum chamber.
도 7b는 진공 챔버의 우측 측면도이다.7B is a right side view of the vacuum chamber.
도 8a는 개스킷의 좌측 측면도이다.8A is a left side view of the gasket.
도 8b는 개스킷의 우측 측면도이다.8B is a right side view of the gasket.
도 9는 고압 챔버의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of the high pressure chamber.
도 10은 수직 패널(420)의 정면도이다.10 is a front view of the
도 11은 수평 빔의 정면도이다.11 is a front view of a horizontal beam.
도 12는 수직 패널(450)의 정면도이다.12 is a front view of
도 13은 기체가 세라믹 시료를 투과함에 따른 압력 변화를 나타내는 그래프 이다. 13 is a graph showing a change in pressure as gas passes through a ceramic sample.
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