KR20110079526A - 열화상카메라를 이용한 온도측정장치가 장착된 ｔｅｍ 홀더용 ｄｐｓ - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 시료대, 시료지지봉, 단열이중용기부 및 에어밸브가 장착된 배기포트를 포함하여 구성되는 크라이오 이송 홀더(cryo transfer holder)의 전처리, 또는 히팅홀더를 이용한 열처리 테스트를 위한 장치로서 진공펌프, 진공챔버, 에어밸브가 장착된 진공포트(이때 진공포트는 실린더를 매개로 상기 진공챔버에 연결됨), 상기 홀더가 삽입-장착되는 홀더장착대, 각 부분의 상태를 감지하고 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 진공펌프 시스템(Dry pumping system, DPS)에 있어서, 상기 진공챔버 내부공간은 게이트밸브에 의해 제1진공챔버와 제2진공챔버로 구획되고, 상기 제1진공챔버 또는 제1진공챔버와 제2진공챔버는 상기 진공펌프에 의해 배기되며, 상기 진공포트 및 에어밸브는 제2진공챔버에 장착되어 있는 DPS이다.
본 발명에 의하면 cryo 실험 시 사용하는 cryo transfer holder의 전처리 작업시간을 단축할 수 있으며, 자동화를 통해 사용자의 안전성이 개선될 뿐만 아니라, 홀더를 장·탈착할 때 메인 스위치를 off할 필요가 없어 불필요한 소비시간을 줄일 수 있게 된다.

Description

열화상카메라를 이용한 온도측정장치가 장착된 ＴＥＭ 홀더용 ＤＰＳ{Dry pumping system for transfer-holder of ＴＥＭ equipped with a thermometer using infrared imaging system}
본 발명은 투과전자현미경에서 시료를 관찰하기 위한 이송홀더(transfer holder; 이하 단순히 '홀더'라 함)의 전처리 또는 사전 테스트를 위한 진공펌프 시스템(Dry pumping system, DPS)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홀더의 전처리 시간을 대폭 단축하거나 시료를 효율적으로 사전 테스트할 수 있으면서도 자동화를 통해 안전성을 증대시킨 개선된 DPS에 관한 것이다.
TEM(Transmission electron microscope: 투과 전자 현미경)은 전자현미경의 일종으로, 광원과 광원렌즈 대신 유사한 성질을 지닌 전자선과 전자 렌즈를 사용한 현미경이다.
TEM에서 시료를 관찰하는 방법에는 화학고정분석법, cryo분석법, 가열(heating)분석법 등이 있다.
이중 cryo분석법으로 생체시료를 관찰하기 위하여 밟아야 할 통상의 절차를 설명한다. 먼저, 시료를 액체(물, 버퍼 등)에 혼탁시킨 후 피펫으로 소정의 전처리된 지지막(그리드)에 얹고 여과지 등으로 물기를 제거한다. 액체질소온도 수준으로 냉각된 에탄(ethane) 용액에 시료그리드를 담가 얼음결정이 생기지 않게 급속 냉각시킨다. 급속냉각된 시료그리드를 작업통(workstation insulated vessel)에서, 크라이오 이송 홀더(cryo transfer holder, 이하 '홀더'라 함) 말단의 시료대(specimen cradle)로 옮긴다(이때까지를 "시료준비단계"라 함). 홀더를 TEM에 장착하고 이미지를 얻는다.
이때 홀더(시료대)의 온도가 변화하거나, 홀더와 TEM 본체와의 온도차이가 있는 경우 해상도에 큰 악영향이 있기 때문에, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 시료대, 시료지지봉 및 단열용기부(dewar)로 이루어진 구조의 홀더를 사용한다. 도 1a는 장착대에 장착된 홀더의 사진이고, 도 1b는 홀더의 단면구조를 개념적으로 표현한 단면도이다.
시료를 일정한 저온에서 안정적으로 유지하기 위해서는 홀더 단열용기부는 외부에서 내부로의 열전도가 차단되도록 이중용기(보온병)구조로 되어 있고, 외부로는 배기포트(52) 및 에어밸브(51)가 설치되어 있다. 홀더를 이용하기 위해서는 먼저 단열용기부의 배기포트에 진공펌프를 연결하여 외부용기(54)와 내부용기(액체질소용기)(53) 사이를 고진공 상태로 유지되도록 한 다음 단열용기부의 내부용기에 액체질소를 담고(이때까지가 "홀더 전처리단계") 상기 "시료준비단계"를 진행하는 것이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 홀더와 DPS가 연결튜브로 연결된 상태의 사진 및 개념도이다. 참고로 홀더(50)의 시료대 및 시료지지봉은 홀더장착대(10)의 내부에 삽입장착되어 있기 때문에 도면에서는 도시가 생략되었다.
종래 DPS의 사용 순서는 통상 다음과 같다. : ① 먼저, DPS의 진공포트용 에어밸브(8)를 잠근 상태에서 진공펌프(통상 다이어프램펌프(diaphragm pump) 및/또는 터보분자펌프(turbo molecular pump)를 사용)를 작동시켜 진공챔버 내를 소정의 진공상태(통상 10-6torr)가 되도록 한다. ② 홀더장착대(10)에 삽입장착된 홀더의 배기포트(52)와 DPS의 진공포트(7)를 연결튜브로 연결하고 DPS의 진공포트용 에어밸브(8)와 홀더의 배기포트용 에어밸브(51)를 개방한다. ③ 소정의 진공상태(통상 10-6torr)에서 통상 24시간 유지한다. ④ 필요한 경우 baking-out 절차를 밟는다. ⑤ 홀더의 배기포트용 에어밸브(51)와 DPS의 진공포트용 에어밸브(8)를 잠그고 펌프 전원을 차단한 후 홀더를 분리(하여 시료준비단계 수행)한다.
그러나 종래 DPS는 장비를 가동할 때 펌프 회전이 최고속도까지 도달하는 시간이 오래 걸리고 홀더를 장착·탈착 할 때도 펌프가 정지하여야 하기 때문에 시간이 많이 소비되어 홀더 내부의 최적 조건을 만드는데 시간이 상당히 오래 걸리는 단점이 있다.
또한 종래 DPS는 매뉴얼로 작동되기 때문에 작업과정에서 숙달된 전문가가 상황을 항시 대기하고 있어야 하는 불편함이 있다.
한편, 가열분석법은 cryo분석법과는 달리 투과전자현미경에서 시료를 가열하면서 분석하는 역동적인 분석 방법이다. 이를 위해 가열분석법에서는 cryo홀더와는 달리 시료대에 가열장치가 설치된 히팅홀더(heating transfer holder)를 사용하게 된다. 가열분석법에 의하면 시료가 장착된 히팅홀더를 TEM에 장착한 후 열을 가하면서 관찰하게 되는데, 이때 시료에 따라서 관찰에 가장 적합한 열처리 온도나 조건 등이 달라진다. 따라서 효율적인 TEM 분석을 위해서, 또한 만약에 발생할지 모를 시료의 비산이나 폭발 등에 의해 대형사고가 발생할 가능성을 없애기 위해, 특정 시료를 가열분석하기 전에 미리 실제 TEM 내부와 동일한 조건에서 열처리 테스트를 하는 것이 필요하다.
이러한 열처리 테스트는 시료가 안착되어 있는 히팅홀더를 히팅분석용 홀더장착대에 삽입장착하고 전술한 DPS의 사용 순서에 준하여 진공상태를 유지한 다음 시료대를 소정의 온도로 가열하여 (또는 가열하면서) 온도에 따른 시료의 변화를 관찰하는 과정이다. 따라서 이 과정에서는 시료의 온도를 정확하게 감지하는 것이 요구된다.
시료의 온도를 측정하기위해, 종래의 시료홀더에는 도 13에 도시한 바와 같이, 시료가 담겨진 시료대로부터 멀리 떨어진 시료지지봉에 온도센서가 설치되어 있다. 이에 의하면 시료의 온도 및 온도 분포는 확인할 수 없는 문제가 있었다.
이러한 단점을 개선한 것으로서, 유리실린더와 카트리지 및 센서를 활용하여 시료대의 온도를 직접 감지할 수 있게 한 발명이 제시된 바 있다(도시 생략; 본 출원인에 의해 출원된 국제출원 제PCT/KR2009/001628호).
그러나 상기 발명에 의하면, 시료의 온도를 직접 측정함으로써 열이 전달되는 과정에서 발생되는 열적 노이즈를 줄일 수 있으나, 온도센서와 접촉되는 부분만의 온도를 감지하므로 시료의 전체적인 열 분포, 시험 중 열손실 부분, 열 대칭분포, 가열시의 온도 변화 등을 감지하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 cryo홀더의 전처리 시간을 줄이고, 홀더 내부의 진공도를 향상시켜 시료의 손실을 막고 TEM내에서 시료 관찰시간을 늘릴 수 있는 새로운 구조의 DPS를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 가열분석법에 따른 실험과정에서 간편하면서도 정확하게 열처리 테스트를 할 수 있는 새로운 구조의 홀더장착대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 사용자의 편리성과 장비의 안전성이 증대된 개선된 DPS를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시료대, 시료지지봉, 단열이중용기부 및 배기포트용 에어밸브가 장착된 배기포트를 포함하여 구성되는 cryo홀더의 전처리, 또는 히팅홀더를 이용한 열처리 테스트를 위한 장치로서 진공펌프, 진공챔버, 진공포트용 에어밸브가 장착된 진공포트(이때 진공포트는 실린더를 매개로 상기 진공챔버에 연결됨), 상기 홀더가 삽입-장착되는 홀더장착대, 각 부분의 상태를 감지하고 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 Dry pumping system(DPS)에 있어서, 상기 진공챔버 내부공간은 게이트밸브에 의해 제1진공챔버와 제2진공챔버로 구획되고, 상기 제1진공챔버 또는 제1진공챔버와 제2진공챔버는 상기 진공펌프에 의해 배기되며, 상기 진공포트 및 진공포트용 에어밸브는 제2진공챔버에 장착되어 있는 DPS이다(도 3 참조).
본 발명에 의한 DPS의 상기 제1진공챔버에만 또는 제1진공챔버와 제2진공챔버 모두에, 이중용기구조로 되어 있고 외부용기와 내부용기 사이의 공간은 상기 진공챔버와 연결되어 있고, 내부용기에는 액체질소가 채워지는, 보조냉각용기가 추가로 장착될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 홀더장착대에는, 상기 홀더가 완전하게 장착되었는지를 감지하는 장착확인센서가 설치되어 있고, 상기 제어부는 상기 장착확인센서로부터의 장착완료 신호를 입력받은 경우에만 상기 진공펌프가 작동되도록 할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 홀더의 시료지지봉 일측에는 가이드 핀이 설치되고, 상기 시료지지봉의 삽입-탈삽입 과정에서 상기 가이드 핀의 동선이 되는 상기 홀더장착대의 양측에는 가이드 핀의 이동을 감지하는 최소한 두 쌍의 이동감지센서가 설치되고, 상기 제어부가 상기 이동감지센서로부터 시료지지봉 삽입신호를 입력받으면 상기 진공펌프를 작동시키고, 시료지지봉 탈삽입신호를 입력받으면 상기 게이트밸브를 닫도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 제어부는 비정상 상황시 상기 에어밸브를 자동으로 닫도록 할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 진공포트는, 챔버연결실린더, 포트연결실린더 및 상기 챔버연결실린더 및 포트연결실린더를 밀폐 연결시키면서 연결길이를 조절할 수 있는 조절실린더로 구성된다.
본 발명에 있어서 상기 홀더장착대에는, 상기 히팅홀더가 삽입-장착되면 히팅홀더의 시료대가 위치하는 부위에, 내부관찰을 위한 하나 이상의 투시창을 가진 캐비티를 추가로 형성하는 것이 바람직하다. 이때 상기 투시창은 적외선투과성 재질로 제작하고, 투시창 외부에 열화상카메라를 장착할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 cryo 실험 시 사용하는 cryo transfer holder의 전처리 작업시간을 단축할 수 있으며, 홀더를 DPS에 연결할 때 메인 스위치를 off할 필요가 없어 불필요한 소비시간을 줄일 수 있게 된다.
또한 열처리 테스트를 간편하면서도 정확하게 할 수 있게 하여 가열분석법에 의한 TEM 관찰의 속도와 정확성을 도모할 수 있게 된다.
또한, 챔버에 보조냉각용기를 장착함으로써 baking-out 과정에서 발생하는 가스분자들을 빠르게 흡착하게 하여 진공도를 향상시키게 된다.
또한, 비정상 상태에서 vacuum down 현상이 발생할 경우 이전까지 작업한 홀더의 pre vacuum 작업이 안전하게 유지될 수 있다.
또한, 단면적이 넓은 진공포트를 적용함으로써 DPS와 홀더의 진공도 차이를 줄일 수 있으며, 길이가 다른 홀더에 대해서도 호환이 가능하며 쉽고 간편하게 장착할 수 있게 된다.
도 1은 크라이오 이송 홀더(cryo transfer holder)의 구조를 보여주는 사진 및 도면.
도 2는 종래 Dry pumping system과 그의 사용 상태를 보여주는 사진 및 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 Dry pumping system의 단면구조를 보여주는 예시적 개념도.
도 4 및 도 5는 각각 장착확인센서 및 이동감지센서의 예를 보여주는 개념도.
도 6은 본 발명에 의한 DPS에 전처리를 위한 홀더가 장착된 상태의 개념도.
도 7은 본 발명에 의한 DPS에 사용되는 상기 진공포트를 위한 실린더 사진(도 7a) 및 본 발명에 의한 길이조절 가능한 실린더의 예시적 구조도(도 7b).
도 8은 본 발명에 의한 DPS에서 각 부분을 제어하는 제어부의 예시적 회로도.
도 9는 본 발명에 의한 DPS의 작동과정을 보여주는 흐름도.
도 10은 본 발명에 의한 DPS를 적용한 경우 시간에 따른 홀더 진공공간의 진공도 변화를 보여주는 도표,
도 11은 본 발명에 의한 히팅홀더가 장착된 히팅홀더용 홀더장착대를 부분파단하여 도시한 사시도,
도 12는 본 발명에 의한 히팅홀더용 홀더장착대의 일부를 도시한 사시도,
도 13은 온도센서가 내장된 종래기술에 의한 히팅홀더의 일부를 보여주는 단면도.
이하 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 이들 도면과 실시예는 예시적인 목적일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
아래에서는 주로 cryo홀더의 전처리를 예로 들면서 설명하겠지만, 가열분석법의 열처리 테스트 과정도 이에 준하여 설명될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 DPS(100)의 예시적 단면구조를 보여주는 개념도이다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 의한 DPS(100)는, 진공챔버가 게이트밸브(4)에 의해 제1진공챔버(2)와 제2진공챔버(3)로 구획되어 있다. 도면에는 예시적으로 하나의 진공펌프(1)로 상기 제1 및 제2진공챔버(2, 3)를 진공화시키는 구조를 보여주고 있으나, 도 6에서와 같이 제1진공챔버(2)와 제2진공챔버(3)가 각각 펌프에 연결되도록 하여 진공화 속도와 진공화도를 증대시키도록 할 수도 있다. 이때 제1진공챔버(2)는 터보분자펌프(turbo molecular pump)에, 제2진공챔버(3)는 다이어프램펌프(diaphragm pump)에 각각 연결되며, 도면에서는 각각의 펌프를 별도로 도시하시 않고 포괄적으로 진공펌프(1)로 표시하였다. 또한, 이때 제2진공챔버(3)는 제2진공챔버용 에어밸브(9)에 의해 진공펌프(1)와 연결된다. 또한, 진공도나 전처리 속도 등에 따라 다양한 종류의 펌프를 적용할 수 있음은 당연할 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 DPS(100)에서 게이트밸브(4)에 의해 챔버가 나누어져 있고, 제1진공챔버(2)는 항상 진공상태로 유지되게 된다. 따라서 전처리 작업 시 제2진공챔버(3)만 진공상태로 만들면 되므로, 전체적으로 제1진공챔버(2)와 제2진공챔버(3)가 고진공상태에 도달하는 시간을 대폭 단축할 수 있게 되는 것이다.
종래 DPS는 홀더를 연결(진공을 해 DPS와 홀더를 호스나 관으로 연결하는 것을 의미함)할 때 메인 스위치를 off하여야 하기 때문에 ON/OFF할 때 시간이 오래 걸리는 단점이 있었으나 본 발명에 의한 진공 챔버를 에어록 게이트밸브로 2중으로 구분함으로써 불필요한 소비시간을 줄일 수 있다.
본 발명에서 상기 제1진공챔버에는, 외부에서 내부로의 열전달이 방지되도록 이중용기구조로 되어 있는, 내부용기(액체질소용기) 사이의 공간은 상기 진공챔버와 연결되어 있고 내부용기에는 액체질소가 채워지는 보조냉각용기(5)가 추가로 장착되도록 할 수 있다. 이에 의해, 종래 진공장비의 진공도 보다 10E- 1이하로 진공도 향상이 가능하기 때문에 홀더 내부의 가스를 배출하는 시간과 진공도 향상에 도움을 준다.
또한 본 발명에 의한 장치에는 홀더가 홀더장착대에 정확하게 장착되었는지를 자동으로 감지할 수 있는 수단(장착확인센서, 이동감지센서) 및 이로부터 입력된 신호에 따라 장치의 작동을 자동으로 구동시키는 제어부가 설치되어 있어, 정상적인 장착-탈착 작업에 따라 자동으로 장치의 작동/중지가 가능하게 되며, 비정상 상태(예를 들면, 정전, 장치로의 공기 누설, 사용자의 실수 등)에서 vacuum down 현상이 발생하더라도 현재까지 사전 작업한 홀더의 진공상태를 안전하게 유지할 수 있게 된다.
장착확인센서(11)는, 홀더가 완전 장착된 것을 확인하여 DPS의 진공시스템의 동작여부와 오동작 방지를 위한 장치로서, 예를 들면 리미트 스위치(limit switch)를 적용할 수 있다. 리미트 스위치는 일종의 푸쉬 스위치(push switch)로 홀더가 홀더장착대에 완전히 삽입되면서 리미트 스위치의 위치확인용 돌기를 눌러주면서 스위치가 online 상태로 되도록 하고, 홀더가 탈착될 경우 눌러있던 돌기가 복귀되면서 offline 상태로 되도록 하는 것이다(도 4 참조).
이동감지센서(12)는, 홀더의 장-탈착 시 위치 파악을 위한 장치로 홀더가 삽입 된 것을 확인하여 그 신호를 제어부로 전송하여 pre-vacuum 작업을 실시할 수 있도록 하고, 반대로 탈착 시는 그 신호를 제어부로 전송하여 게이트밸브를 자동으로 닫도록 하여 챔버의 내부 진공도를 안전하게 유지하도록 하는 기능을 한다. 이동감지센서는 도 5a 및 도 5b에 예시된 바와 같이 포토커플러(P1, P2)를 적용할 수 있다. 포토커플러는 두 쌍이 가이드 핀(57)을 중심으로 마주보도록 구성되어 있으며, 도면에서는 두 쌍의 포토커플러 중 하나만을 도시하였다. 홀더의 가이드 핀(57)이 이동하면서 순차적으로 P1→P2(장착과정) 또는 P2→P1(탈착과정)로 이동하는 것을 감지하여 그 신호값을 제어부로 전송하는 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 DPS에서 각 부분을 제어하는 제어부의 예시적 회로도이고 도 9는 본 발명에 의한 DPS의 작동과정을 보여주는 흐름도이다.
또한 본 발명에서는, 상기 진공포트는 챔버연결실린더, 포트연결실린더 및 상기 챔버연결실린더 및 포트연결실린더를 밀폐연결시키면서 연결길이를 다양하게 조절할 수 있는 조절실린더로 구성되도록 하는 것도 가능하다.
도 7a에 본 발명에 의한 DPS(100)에 사용되는 상기 진공포트(7)를 위한 실린더(6)의 규격이 Φ 14mm×길이 300mm인 실린더(6) 사진을 도시하였다. 이에 따라 종래 3.2mm 지름의 연결튜브(56)를 400~500mm 길이로 사용되던 것을 100~150mm 길이로 사용할 수 있게 됨으로써 진공을 위한 공기의 유동저항을 대폭 줄일 수 있게 된다.
도 7b에 본 발명에 의한 길이조절 가능한 실린더(6) 구조를 도시하였다. 도면에서 볼 수 있듯이, 상기 실린더(6)는, 챔버측의 챔버연결실린더(6-1), 배기포트(51)측의 포트연결실린더(6-2) 및 상기 챔버연결실린더(6-1) 및 포트연결실린더(6-2) 사이에서 이들을 밀폐연결시키면서 연결길이를 조절할 수 있는 조절실린더(6-3)로 이루어진다. 이에 따라 길이가 서로 다른 홀더(50)라도 호환가능하고 편리하게 장착할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 가열분석법을 위한 열처리 테스트를 위해서 히팅홀더용 홀더장착대를 상기 DPS에 활용할 수 있다. 히팅홀더의 시료대에는 시료가열을 위한 전열선 등과 같은 가열수단(미도시)이 설치되어 있고, 시료가 시료대에 안착된 상태에서 히팅홀더가 홀더장착대(10)에 삽입장착된다. 이때 가열되는 시료의 관찰을 위해 상기 홀더장착대의 삽입구 반대측 말단에는 하나 이상의 투시창(22)이 설치된 캐비티(21)가 형성되어 있다.[설명의 편의를 위해 이 부분을 내부관찰부(200)라 칭함] 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 캐비티(21)의 일측에는 캐비티 내부를 진공으로 만들기 위해 연결튜브(56)가 연결되어 있다.
상기 내부관찰부(200)의 투시창 외부에는 시료 전체의 온도 및 온도분포를 감지할 수 있도록 열화상카메라(23)가 장착될 수 있다. 상기 열화상카메라(23)는 시료에서 방사되는 열에너지를 전자파의 일종인 적외선 파장 형태로 검출해 각각 다른 색상으로 영상화하는 장치로서 이미 개발된 것 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 이때 상기 투시창은 적외선 투과성 재질이어야 한다.
< 실시예 >
도 6에 도시된 구조의 본 발명에 의한 DPS(100)와, 도 7a에 도시된 진공포트(7)를 위한 실린더(6)를 적용하여 홀더(50)의 전처리를 수행하면서 종래 DPS와 비교하였다.
본 발명에 의한 DPS(100)를 적용한 경우 시간에 따른 홀더(50) 진공공간(55)의 진공도 변화 데이터를 도 10에, 전처리 과정중 진공챔버(2, 3)와 홀더(50) 진공공간(55)의 진공도 및 그에 이르는 경과시간을 표 1에 나타내었다. 도에서 A는 사전진공과정, B는 baking-out과정, C는 baking-out 이후의 과정을 나타낸다.
Figure pat00001
그 결과, 표에서 볼 수 있듯이, 종래 DPS를 사용한 경우에 비해 본 발명에 의한 DPS(100)를 사용한 경우에 단계 B인 baking-out 과정을 31시간 단축시킬 수 있음을 확인하였다.
100. DPS
1. 진공펌프 2. 제1진공챔버 3. 제2진공챔버
4. 게이트밸브 5. 보조냉각용기
6. 실린더
6-1. 챔버연결실린더 6-2. 포트연결실린더
6-3. 조절실린더
7. 진공포트 8. 진공포트용 에어밸브
9. 제2진공챔버용 에어밸브 10. 홀더장착대
11. 장착확인센서 12. 이동감지센서
50. 홀더
51. 에어밸브 52. 배기포트
53. 내부용기 54. 외부용기
55. 진공공간 56. 연결튜브
57. 가이드핀
200. 내부관찰부
21. 캐비티 22 : 투시창
23 : 열화상카메라

Claims (8)

  1. 시료대, 시료지지봉, 단열이중용기부 및 에어밸브가 장착된 배기포트를 포함하여 구성되는 크라이오 이송 홀더(cryo transfer holder)의 전처리, 또는 히팅홀더를 이용한 열처리 테스트를 위한 장치로서 진공펌프, 진공챔버, 에어밸브가 장착된 진공포트(이때 진공포트는 실린더를 매개로 상기 진공챔버에 연결됨), 상기 홀더가 삽입-장착되는 홀더장착대, 각 부분의 상태를 감지하고 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 진공펌프 시스템(Dry pumping system, DPS)에 있어서,
    상기 진공챔버 내부공간은 게이트밸브에 의해 제1진공챔버와 제2진공챔버로 구획되고, 상기 제1진공챔버 또는 제1진공챔버와 제2진공챔버는 상기 진공펌프에 의해 배기되며, 상기 진공포트 및 진공포트용 에어밸브는 제2진공챔버에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 DPS.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1진공챔버 또는 제1진공챔버와 제2진공챔버에는
    이중용기구조로 되어 있고, 외부용기와 내부용기 사이의 공간은 상기 진공챔버와 연결되어 있고, 내부용기에는 액체질소가 채워지는, 보조냉각용기가 추가로 장착된 것을 특징으로 하는 DPS.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 홀더장착대에는, 상기 홀더가 완전하게 장착되었는지를 감지하는 장착확인센서가 설치되어 있고,
    상기 제어부는 상기 장착확인센서로부터의 장착완료 신호를 입력받은 경우에만 상기 진공펌프를 작동시키는 것을 특징으로 하는 DPS.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 홀더의 시료지지봉 일측에는 가이드 핀이 설치되고,
    상기 시료지지봉의 삽입-탈삽입 과정에서 상기 가이드 핀의 동선이 되는 상기 홀더장착대의 양측에는 가이드 핀의 이동을 감지하는 최소한 두 쌍의 이동감지센서가 설치되어 있으며,
    상기 제어부는 상기 이동감지센서로부터 시료지지봉 삽입신호를 입력받으면 상기 진공펌프를 작동시키고, 시료지지봉 탈삽입신호를 입력받으면 상기 게이트밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 DPS.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 비정상 상황시 상기 에어밸브를 자동으로 닫는 것을 특징으로 하는 DPS.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 진공포트는,
    챔버연결실린더, 포트연결실린더 및 상기 챔버연결실린더 및 포트연결실린더를 밀폐 연결시키면서 연결길이를 조절할 수 있는 조절실린더로 구성되는 것을 특징으로 하는 DPS.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 홀더장착대는,
    상기 히팅홀더가 삽입-장착되면 히팅홀더의 시료대가 위치하는 부위에, 내부관찰을 위한 하나 이상의 투시창을 가진 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 DPS.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 투시창은 적외선투과성 재질이며, 투시창 외부에 열화상카메라가 장착되는 것을 특징으로 하는 DPS.
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