KR20150033261A - 가스 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 감지 센서에 관한 것으로, 특히 누설되는 가스를 감지하기 위한 가스 감지 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 필름재질로 된 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 한 쌍의 도전라인이 형성되고, 상기 도전라인이 외부로 노출되지 않도록 가스에 반응하여 저항값이 변화되는 물질에 의해 베이스필름의 상부면에 도포되는 코팅층으로 구성된 가스 감지 센서;
유연한 관으로 되면서 일정간격마다 유입공이 형성되고, 내부에 상기 가스 감지 센서가 길이방향으로 길게 삽입되며, 양단부는 마개에 의해 밀폐됨과 아울러 하나의 마개를 통해 상기 가스 감지 센서의 일측이 노출되도록 구성된 설치관체;
상기 설치관체의 마개와 접속되어 외부의 공기를 설치관체를 통해 흡입하는 흡입펌프;로 구성된다.

Description

가스 감지 장치{Gas detecting apparatus}

본 발명은 가스 감지 센서에 관한 것으로, 특히 누설되는 가스를 감지하기 위한 가스 감지 장치에 관한 것이다.

산업체 특히 반도체 등의 공정룸에서 사용되는 염소가스, 불산가스, 황산가스, 염산가스, 질산가스 등의 각종 공정가스는 유독성 물질을 많이 함유하게 되고, 또한 화학공장 등에서도 유독성 물질을 함유한 공정가스를 많이 사용하게 된다.

이러한 공정가스가 실내에 누설될 때 이를 즉각적으로 감지하여 경보하는 것이 중요한데, 이를 위해 공정룸에 가스 센서를 설치하게 된다.

종래의 가스 센서는 공개특허 제1998-050398호에 나타나 있으며, 도1 및 도2는 이러한 가스 센서의 구조를 보인 도이다.

도1 및 도2에 도시된 바와같이 종래의 가스 센서는 몸체(1)의 하부에 지지봉(2)을 형성하고. 몸체(1)의 상부에 백금코일로 이루어진 온도보상부(3) 및 활성부(4)코일을 지지하는 지지대(5)가 구비된다.

이때 상기 온도보상부(3)와 활성부(4)코일에는 염소를 포함하고 있는 촉매가 침투되어 있는 알루미나 담체(7)가 일체로 감싸고 있게 된다.

또한 촉매는 [Pd(NH3)b](NO3)a와 [Pt(NH3)b](NO3)a를 사용하여 얻어진 PdO와 Pt black를 배합하여 조성되고, 상기 알루미나 담체(7)는 원통형으로 하여 내부에 통공(8)이 형성되며, 3V(±10%)의 인가전압이 걸리도록 하여 구성된다.

그러므로 접촉연소식으로 가스를 감지할 수 있게 된다.

그런데, 이러한 종래의 가스 센서는 하나의 단위 소자로 되어 있어서, 넓은 실내에서 설치된 경우에 누설된 가스가 가스 센서의 설치위치까지 확산되어야 감지할 수 있으므로 감지시간이 매우 느리며, 매우 국한적인 면적에만 설치가 가능하다

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하고자, 긴 테이프 형태로 가스 센서를 구성하고, 일정간격마다 유입공이 형성된 유연한 관체의 내부에 삽입시켜 진공흡입에 의해 실내의 유출된 가스를 흡입하여 감지할 수 있도록 한 가스 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스 감지 장치는,

필름재질로 된 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 한 쌍의 도전라인이 형성되고, 상기 도전라인이 외부로 노출되지 않도록 가스에 반응하여 저항값이 변화되는 물질에 의해 베이스필름의 상부면에 도포되는 코팅층으로 구성된 가스 감지 센서;

유연한 관으로 되면서 일정간격마다 유입공이 형성되고, 내부에 상기 가스 감지 센서가 길이방향으로 길게 삽입되며, 양단부는 마개에 의해 밀폐됨과 아울러 하나의 마개를 통해 상기 가스 감지 센서의 일측이 노출되도록 구성된 설치관체;

상기 설치관체의 마개와 접속되어 외부의 공기를 설치관체를 통해 흡입하는 흡입펌프;로 구성된다.

또한, 상기 가스 감지 장치는

필름재질로 된 베이스필름층;

상기 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 형성된 한 쌍의 도전라인;

가스에 반응하여 저항값이 변화되는 물질에 의해 상기 도전라인이 외부로 노출되지 않도록 베이스필름층의 상부면에 도포되는 코팅층;으로 구성된다.

이와같은 본 발명은 유연한 관체의 내부에 테이프 형태의 가스 감지 센서가 장착되어 진공흡입에 의해 외부의 공기를 흡입함으로써 넓은 면적의 실내에서도 가스의 누설을 빠르게 감지할 수 있는 장점이 있다.

도1 및 도2는 종래의 가스 감지 센서의 구조를 보인 도.
도3은 본 발명에 의한 가스 감지 장치의 구조를 보인 도.
도4는 본 발명에 적용된 테이프 형태의 가스 감지 센서의 구조를 보인 도.
도5는 본 발명의 적층된 단면을 보인 도.
도6은 가스 감지 장치의 횡단면도.
도7은 가스 감지 장치의 종단면도.
도8은 유입공에 필터가 장착되는 구조를 보인 도.
도9는 본 발명이 실내에 설치된 상태를 보인 도.
도10은 본 발명이 다수의 실내에 설치된 상태를 보인 도.

본 발명의 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 가스 감지 장치의 전체 구조를 보인 도로서, 유연하고 투명한 재질로 된 설치관체(200)에 일정간격으로 외부공기를 유입시키기 위한 유입공(310)이 형성되고 있고, 그 내부에 테이프 형태의 가스 감지 센서(100)가 길이방향으로 길게 삽입되어 설치되어 있다.

또한 설치관체(200)의 양단에는 각각 후단마개(220)와 전단마개(230)가 장착되어 양단부위가 밀폐되며, 내부에 설치된 가스 감지 센서(100)의 일측이 전단마개(230)를 관통하여 외부로 노출되며, 외부로 노출된 부위는 원격의 제어기와 연결된다.

아울러 전단마개(230)에는 흡입펌프(250)가 연결되어 설치관체(200)의 내부의 공기를 흡입하게 된다.

전단마개(230)와 흡입펌프(250)의 사이에는 밸브(240)가 구비되어 흡입량을 조절하거나 또는 흡입을 중지시킬 수 있도록 한다.

도4는 본 발명에서 적용된 테이프형태의 가스 감지 센서(100)의 분해 구조를 보인 도이고, 도5는 가스 감지 센서(100)의 적층된 단면도로서, 가스 감지 센서(100)는 베이스필름층(110), 도전라인(111,112), 코팅층(120), 상부보호필름층(130), 하부부착층(140)으로 구성된다.

하부접착층(140)은 설치관체(200)의 내부에 부착되어 고정된 상태를 유지하기 위한 것으로서 접착 테이프 형태로 구성되고, 베이스필름층(110)은 도전라인(111,112)이 상부에 형성되기 위한 층으로서, 도전라인(111,112)의 패턴을 인쇄 방식에 형성하기 위해 PET, PE, PC, PTFE, PVC 또는 기타 테프론 계열의 재질의 필름으로 형성된다.

그리고, 도전라인(111,112)은 베이스필름층(110)의 상부표면에서 서로 이격되어 길이방향으로 평행하게 스트립 형태로 배치되며, 도전성 잉크 또는 은(Silver) 화합물로 인쇄된다.

코팅층(120)은 가스(LPG, LNG)에 반응하여 저항값이 변화되는 물질로 이루어지는데, 실리콘계열의 우레탄 수지 70~99 중량%, 폴리스티렌 수지 1~30 중량%가 서로 혼합되어 구성되며, 도전라인(111,112)을 덮도록 베이스필름층(110)의 상부면에 도포되어 코팅된다.

실리콘계열의 우레탄 수지는 코팅층(120)이 베이스필름층(110)에 잘 부착되도록 함과 아울러 물에는 반응하지 않으며, 폴리스틸렌 수지는 가스에 반응하여 저항값이 변화된다.

코팅층(120)의 도포두께는 6~10㎛이고, 도포 후 140℃에서 2분간 건조된다.

또한, 코팅층(120)은 포름알데히드 등의 유독가스를 검출하기 위하여 효소 물질을 도포한 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 코팅층(120)은 염소가스, 불산가스, 황산가스, 염산가스, 질산가스 등의 유독성 가스를 감지하기 위하여 강산에 쉽게 용해되는 폴리스틸렌, PE, PET, PP, PC 등의 합성수지재로 도포되어 코팅될 수 있다.

코팅층(120)이 코팅된 베이스필름층(110)의 상부에는 상부보호필름층(130)이 라미네이션에 의해 적층되어 도전라인(111,112)을 외부의 자극으로부터 보호하게 되는데, 베이스필름층(110)과 같이 PET, PE, PC, PTFE, PVC 또는 기타 테프론 계열의 재질로 형성되며, 도전라인(111,112)에 해당하는 위치에 일정간격마다 센싱홀(131)이 관통되어 형성되도록 구성된다.

한편, 가스 감지 센서(100)가 설치관체(200)의 내부에 삽입될 때 평평한 상태를 유지하기 위하여 도6 및 도7에서와 같이 설치관체(200)의 내부에는 상부면이 평평하면서 단면이 반원형태의 내부재(201)가 구비되는데, 이러한 내부재(201)는 설치관체(200)의 압출성형시에 동시에 성형되거나 또는 단면이 반원인 유연한 재질의 내부재(201)를 별도로 설치관체(200)에 삽입할 수 있다.

이때, 유입공(210)은 가스 감지 센서(100)가 마주보는 위치에 형성된다.

따라서, 가스 감지 센서(100)가 내부재(201)의 상부면에 설치관체(200)의 길이방향을 따라 부착되는 것이다.

본 발명의 이러한 가스 감지 장치의 센싱 과정을 LPG를 예로 들어 설명한다.

가스 감지 센서(100)를 내장한 설치관체(200)를 LPG 누설이 예상되는 부위의 실내 또는 실외의 벽이나 바닥에 고정시킨 후 흡입펌프(250)를 가동시키면, 도6 및 도7에서와 같이 실내 또는 실외의 공기가 유입공(210)을 통해 설치관체(200)의 내부로 흡입된다.

이때 흡입된 공기에 포함된 LPG가 상부보호필름층(130)의 센싱홀(131)로 유입되면서 코팅층(120)과 접촉하게 되는데, 이때 코팅층(120)을 구성하는 폴리스틸렌 수지와 반응하여 저항값의 변화가 발생한다.

즉, 코팅층(120)은 LPG와 접촉하기 전에 높은 저항값을 가진 상태로 존재하여 도전라인(111,112)을 서로 전기적으로 도전시키지 않지만, LPG와 접촉하면 폴리스틸렌 수지에 의해 저항값이 낮아지므로 낮은 저항값에 의해 도전라인(111,112)이 서로 통전되므로 도전라인(111,112)과 연결된 원격의 제어기는 이러한 통전상태를 확인하여 LPG의 누설 상태를 확인할 수 있는 것이다.

또한, 코팅층(120)이 효소물질로 형성된 경우에 포름알데히드 등의 유독가스에 의해 저항값이 변화되어 이의 저항값 변화에 의해 유독가스 누설여부를 확인할 수 있는 것이다.

또한, 코팅층(120)이 강산에 약한 폴리스틸렌, PE, PET, PP, PC 등의 합성수지재로 도포되어 코팅된 경우에 염소가스, 불산가스, 황산가스, 염산가스, 질산가스 등의 강산가스에 의해 용해되고, 강산은 도전성을 가지므로 도전라인(111,112)이 강상 가스에 의해 도전되어 통전됨으로써 원격의 제어기가 이러한 저항값의 변화에 의해 가스의 누설 상태를 확인할 수 있는 것이다.

도8은 유입공(210)에 필터(360)가 적용된 형태를 보인 도로서, 실내 또는 실외의 공기를 흡입할 때 먼지나 흙 등의 이물질이 함께 유입되어 센싱홀(131)을 막거나 또는 도전라인(111,112)를 오염시킴으로써 센싱 감도를 저하시킬 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 필터(360)를 장착하게 된다.

이러한 필터(360)는 유입공(210)에 삽입될 수 있으며, 상하로 관통된 케이스(261)의 내측에 부직포 등의 여과재(262)가 구비된 형태이며, 필터(260)의 교환을 용이하게 하기 위하여 케이스(261)의 외측에 나사산이 구비될 수 있다.

따라서, 유입공(210)에 나사결합된 경우 쉽게 교체가 가능하게 된다.

도9는 본 발명이 실내에 설치된 구조를 보인 도로서, 설치관체(200)가 실내(300)의 벽체를 둘러서 설치되며, 누설되는 가스의 무게에 따라 실내 벽체의 상측부위, 중간부위, 하측부위에 각각 설치될 수 있다.

물론, 한 가지 가스만 누설된다면 그 누설되는 가스의 무게에 따라서 상측부위, 중간부위, 하측부위에 선택적으로 설치할 수 있지만, 다양한 종류의 가스의 누설이 예측된다면, 상측부위, 중간부위, 하측부위에 각각 설치하여 정확하게 가스의 종류를 확인할 수 있을 것이다.

아울러, 실내(300)에 복수의 설치관체(200)가 설치되었다 하더라도 각각의 설치관체(200)를 하나의 흡입펌프(250)와 연결할 수 있다.

이때 각각의 설치관체(200)와 하나의 흡입펌프(250) 사이에는 각각 밸브(240)가 구비되어 설치관체(200)를 선택할 수 있다.

도10은 다수의 실내(300-1,300-2,...300-6)에 각각 설치관체(200)를 설치하고, 하나의 흡입펌프(250)와 공통으로 연결함으로써 각 실내에서 누설되는 다양한 가스를 감지할 수 있는 구조이다.

100 : 가스 감지 센서
110 : 베이스필름층 111,112 : 도전라인
120 : 코팅층 130 : 상부보호필름층
131 : 센싱홀 140 : 하부부착층
200 : 설치관체 201 : 내부재
210 : 유입공 220,230 : 마개
240 : 밸브 250 : 흡입펌프
260 : 필터

Claims (7)

1. 필름재질로 된 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 한 쌍의 도전라인이 형성되고, 상기 도전라인이 외부로 노출되지 않도록 가스에 반응하여 저항값이 변화되는 물질에 의해 베이스필름의 상부면에 도포되는 코팅층으로 구성된 가스 감지 센서;
   유연한 관으로 되면서 일정간격마다 유입공이 형성되고, 내부에 상기 가스 감지 센서가 길이방향으로 길게 삽입되며, 양단부는 마개에 의해 밀폐됨과 아울러 하나의 마개를 통해 상기 가스 감지 센서의 일측이 노출되도록 구성된 설치관체;
   상기 설치관체의 마개와 접속되어 외부의 공기를 설치관체를 통해 흡입하는 흡입펌프;로 구성된 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 가스 감지 장치는
   필름재질로 된 베이스필름층;
   상기 베이스필름층의 상부면에 길이방향으로 나란히 형성된 한 쌍의 도전라인;
   가스에 반응하여 저항값이 변화되는 물질에 의해 상기 도전라인이 외부로 노출되지 않도록 베이스필름층의 상부면에 도포되는 코팅층;으로 구성된 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 유입공에는 필터가 구비된 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
   
4. 제2항에 있어서, 상기 코팅층의 상부면으로는 필름재질로 된 상부보호필름층이 적층되며, 상기 상부보호층에는 베이스필름층의 도전라인을 상부로 노출시키기 위한 센싱홀들이 일정간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
   
5. 제2항에 있어서, 상기 코팅층은 실리콘계열 폴리우레탄 수지 70~99 중량%, 폴리스티렌수지 1~30 중량%가 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
   
6. 제2항에 있어서, 상기 코팅층은 효소물질에 의해 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
   
7. 제2항에 있어서, 상기 코팅층은 폴리스티렌 또는 PE 또는 PET 또는 PC 또는 PP 등의 강산에 용해되는 합성수지재로 형성된 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
   

Images