KR20170011234A - 설정 기압을 제공하는 저압 챔버 - Google Patents

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Abstract

저압 챔버의 설정 기압을 유지하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 저압 챔버의 내부 기압을 측정하는 단계, 상기 내부 기압과 상기 설정 기압의 차이가 임계치 이상인 경우, 상기 저압 챔버의 내부에 배치되는 열전도부를 이용하여 상기 저압 챔버의 내부 온도를 조절하는 단계 및 게터를 이용하여 상기 온도 조절에 따라 상기 저압 챔버 내부의 분자를 흡착하거나 방출하여 상기 차이가 임계치 미만이 되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

설정 기압을 제공하는 저압 챔버{A LOW PRESSURE CHAMBER FOR PROVIDING AND KEEPING A PREDETERMINED PRESSURE}
설정 기압을 제공하는 저압 챔버 및 그 설계 방법에 연관되며, 보다 구체적으로는 흡착성 게터(getter)를 이용하여 설정 기압을 제공 및 유지하는 저압 챔버 및 그 설계 방법에 연관된다.
종래의 지정된 고도(altitude)에 대응하는 시뮬레이션 실험의 경우에 기계식 진공 펌프를 이용하여 진공 용기 내부의 압력을 낮추고 있다. 따라서, 용기의 내부 압력이 기설정된 고도에 대응하게 되는 경우에는, 기계식 펌프를 끄고 해당 실험을 진행하게 된다. 이 경우에, 해당 고도가 18km 이내인 압력 범위(대기압에서 7000 Pa까지 또는 대기압에서 50 Torr까지) 내에서는 기설정된 압력까지 기계식 펌프를 이용하여 압력을 낮추고, 펌프와 진공 용기를 연결하는 차단 밸브를 닫아 주어 압력을 유지하는 방식으로 실험을 진행한다.
하지만, 더 높은 고도 환경에 따른 시뮬레이션 실험의 경우에서는, 앞서 기재한 압력 범위 보다 더 낮은 압력 범위를 다루게 될 것이다. 이 경우에는, 상기 차단 밸브를 닫아 준 경우에도 용기 내부의 탈기체 현상 및 누설 현상 등을 이유로 설계 압력을 유지할 수 없는 문제점이 존재한다. 따라서, 지정된 고도 환경을 일정 시간 동안 유지하는 시스템에 대한 필요성이 증가하고 있는 실정이다.
시뮬레이션 실험을 진행하기 위해, 지정된 고도에 대응하는 설정 기압을 임계치 범위 내에서 유지하는 저압 챔버 및 이를 위한 구현 방법의 다양한 측면들 및 실시예들이 제시된다. 보다 구체적으로는, 실험 환경에 대응하는 게터를 저압 챔버의 내부에 배치하여 온도에 따라 내부 물질을 흡착 또는 방출할 수 있고, 따라서 원하는 설정 기압을 유지하는 것이 가능할 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않은 몇 개의 측면들은 아래에서 서술된다.
일측에 따르면 지정된 고도에 대응하는 설정 기압을 제공하는 저압 챔버가 제공된다. 상기 저압 챔버는 상기 저압 챔버의 내부 기압을 측정하는 압력 측정부, 상기 저압 챔버의 내부에 배치되어, 상기 내부 기압과 상기 설정 기압의 차이가 임계치 이상인 경우, 상기 저압 챔버의 내부에 배치되는 열전도부의 온도를 조절하는 온도 제어부 및 상기 열전도부에 연결되어 상기 온도 조절에 따라 상기 저압 챔버 내부의 분자를 흡착하거나 또는 방출하여 상기 차이가 임계치 미만이 되도록 하는 게터(getter)를 포함할 수 있다.
일실시예로서, 상기 온도 제어부는 상기 열전도부 내를 순환하는 유체를 이용하여 상기 열전도부의 온도를 조절할 수 있다. 다른 일실시예로서, 상기 온도 제어부는 상기 열전도부에 연결되는 열전소자를 통해 상기 열전도부의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 게터는 활성탄, 바륨, 마그네슘, 지르코늄 및 인 중 적어도 하나를 구성 물질로 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예로서, 상기 저압 챔버는 상기 게터와 상기 열전도부 사이의 공극을 채우며 열을 교환시키는 열전도 물질층을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적을, 상기 열전도 물질층은 합성된 폴리올에, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 디부틸틴디라우레이트를 혼합하여 구성될 수 있다.
다른 일측에 따르면, 저압 챔버의 설정 기압을 유지하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 저압 챔버의 내부 기압을 측정하는 단계, 상기 내부 기압과 상기 설정 기압의 차이가 임계치 이상인 경우, 상기 저압 챔버의 내부에 배치되는 열전도부를 이용하여 상기 저압 챔버의 내부 온도를 조절하는 단계 및 게터를 이용하여 상기 온도 조절에 따라 상기 저압 챔버 내부의 분자를 흡착하거나 방출하여 상기 차이가 임계치 미만이 되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예로서, 상기 저압 챔버의 내부 온도를 조절하는 단계는 상기 열전도부 내를 순환하는 유체를 이용하여 상기 열전도부의 온도를 조절할 수 있다. 다른 일실시예로서, 상기 저압 챔버의 내부 온도를 조절하는 단계는 상기 열전도부에 연결되는 열전소자를 통해 상기 열전도부의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 게터는 상기 저압 챔버 내부의 분자에 연관되는 흡착성을 증가시키는 다공성 막을 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 지정된 고도에 대응하는 설정 기압을 제공하는 저압 챔버를 설계하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 설정 기압의 지정된 오차 범위를 계산하는 단계 및 상기 저압 챔버의 전체 부피 및 상기 오차 범위를 고려하여 상기 저압 챔버에 삽입될 게터의 물질 종류 및 양을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 더하여, 상기 방법은 상기 계산된 게터의 물질 종류 및 양에 따라, 상기 게터에 열을 전달하는 열전도 물질의 종류 및 양을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 게터는 활성탄, 바륨, 마그네슘, 지르코늄 및 인 중 적어도 하나를 구성 물질로 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 저압 챔버의 예시도이다.
도 2a 및 도 2b는 온도 조절에 따른 게터의 역할을 도시하는 예시도이다.
도 3은 일실시예에 따른 저압 챔버의 블록도이다.
도 4는 일실시예에 따른 저압 챔버의 내부 기압을 조절하는 방법을 도시하는 순서도이다.
도 5는 일실시예에 따른 저압 챔버를 설계하는 방법을 도시하는 순서도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 권리범위가 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.
또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 저압 챔버의 예시도이다. 저압 챔버(100)는 기계식 진공 펌프(111), 차단 밸브(112), 압력 측정부(120), 온도 제어부(130), 온도 측정기(131), 열전도 물질층(140) 및 게터(150)를 포함할 수 있다. 기계식 진공 펌프(111)는 저압 챔버(100)의 내부 기압이 시뮬레이션 실험에 따라 결정되는 설정 기압과 같아지도록 제어 할 수 있다. 보다 구체적으로, 기계식 진공 펌프(111)는 저압 챔버(100) 내부에 존재하는 기체들을 외부로 방출 시킬 수 있다. 다만, 기계식 진공 펌프(111)에 의해 제어되는 저압 챔버(100)의 내부 기압이 설정 기압과 기설정된 오차 범위 내에 존재하게 되는 경우에 기계식 진공 펌프(111)는 턴 오프 될 수 있다. 일반적으로, 높은 고도의 진공 환경에서는 내부 기압이 낮아 기계식 진공 펌프(111)의 동작에 따른 작은 진동에도 실험 결과 값에 오류가 생길 수 있다. 따라서, 미리 지정한 범위 내에 저압 챔버(100)의 내부 기압이 존재하는 경우에, 기계식 진공 펌프(111)는 그 역할을 다하고 턴 오프 될 것이다. 이어서 차단 밸브(112)가 잠가지고, 저압 챔버(100)의 내부와 외부는 차단된 상태로 유지 될 수 있다.
종래의 저압 챔버는 기계식 진공 펌프(111)와 차단 밸브(112)를 통해 진공에 가까운 시뮬레이션 실험 환경을 사용자에게 제공할 수 있었다. 다만, 실험 환경에 따른 고도가 증가함에 따라 저압 챔버의 설정 기압은 더욱 낮아지게 되고, 이와 같은 경우에 차단 밸브(112)를 통한 불가피한 누설과 탈기체 현상에 따른 실험의 오차가 더욱 증가하는 문제점이 존재했다.
본 발명의 일실시예에 따른 저압 챔버(100)는 압력 측정부(120), 온도 제어부(130), 온도 측정기(131), 열전도 물질층(140) 및 게터(150)를 포함할 수 있다. 압력 측정부(120)는 저압 챔버(100)의 내부 기압을 측정할 수 있다. 마찬가지로, 온도 측정기(131)는 저압 챔버(100)의 내부 온도를 측정할 수 있다. 온도 제어부(130)는 압력 측정부(120)에 의해 측정된 내부 기압과 시뮬레이션 실험에 따라 결정되는 설정 기압의 차이를 계산할 수 있다. 더하여, 온도 제어부(130)는 내부 기압과 설정 기압의 차이가 임계치 이상인 경우에, 저압 챔버(100)의 내부에 배치되는 열전도부의 온도를 조절할 수 있다.
열전도부(140)는 온도 제어부(130)에 따른 온도 상승 또는 하강을 게터(150)에 전달한다. 더하여, 열전도부(140)는 게터(150)와의 공극에 배치된 열전도 물질층을 포함할 수 있다. 열전도 물질층은 게터(150)와 열전도부(140) 사이의 공극에 배치되어, 열을 교환 시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 열전도 물질층은 합성된 폴리올에, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 디부틸틴디라우레이트를 혼합하여 구성될 수 있다.
게터(150)는 열전도부(140)에 연결되는 온도 조절에 따라 저압 챔버(100) 내부의 분자를 흡착하거나 방출하여 상기 차이가 임계치 미만이 되도록 유지시킬 수 있다. 게터(150)는 오늘날 이용되는 물리적 또는 화학적으로 배기된 밀폐 진공계에서 잔류가스 또는 발생가스를 화학적으로 흡착하여 진공 상태를 유지하도록 하는 다양한 형태의 물질로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 게터(150)는 활성탄, 바륨, 마그네슘, 지르코늄 및 인 중 적어도 하나를 구성 물질로 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 온도 조절에 따른 게터의 역할을 도시하는 예시도이다. 도 2a를 참조하면, 게터(200)가 도시된다. 게터(200)는 저압 챔버 내부의 분자(211, 212)를 흡착(221)하거나 또는 방출(222)하는 역할을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 게터(200)의 온도가 하강하는 경우에 게터(200)는 저압 챔버 내부의 분자(211, 212)를 흡착(221)시킬 수 있다. 또한, 게터(200)의 온도가 상승하는 경우에 게터(200)는 저압 챔버 내부의 분자(211, 212)를 방출(222)시킬 수 있다.
게터는(200)는 흡착 기능을 갖는 다양한 물질로 구현될 수 있다. 게터(200)의 성분을 결정하기 위해서는, 물리적, 화학적으로 안정성을 보이는지 여부, 가공성 및 성형성이 존재하는 지 여부, 열적 안정성을 가지고 있는 지 여부, 가스 및 불순물과의 흡착성이 존재하는 지 여부, 흡착된 가스 또는 불순물에 대한 흡착 유지성이 존재하는 지 여부 등을 고려하여 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 게터(200)는 분자체(molecular sieve), 제올라이트, 실리카켈, 탄산염, 클레이, 금속 산화물, 금속수산화물, 알칼리 토금속 산화물, 황산염, 금속 할라이드, 과염소산염, 유기금속 등을 이용하여 구현될 수 있다. 예시적으로, 탄산염으로 탄산나트륨 및 중탄산나트륨 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 또한, 금속 산화물로서 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O) 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 더하여, 상기 황산염으로서 황산리튬(Li2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산갈륨(Ga2(SO4)3), 황산티탄(Ti(SO4)2) 및 황산니켈(NiSO4) 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 다른 일실시예로서, 게터(200)는 활성탄, 바륨, 마그네슘, 지르코늄 및 인 중 적어도 하나를 구성 물질로 포함할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 게터(200)는 다공성 막(230)을 포함할 수 있다. 다공성 막(230) 구조를 갖는 게터(200)는 흡착된 저압 챔버의 내부 분자(211, 212)들과 더 높은 흡착 유지성을 가질 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 저압 챔버의 블록도이다. 저압 챔버(300)는 압력 측정부(310), 온도 제어부(320), 열전도 물질층(330) 및 게터(340)를 포함할 수 있다. 압력 측정부(310)는 저압 챔버(300)의 내부 기압을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 압력 측정부(310)는 저압 챔버(300)의 내부 기압을 절대압(absolute pressure), 게이지압(gauge pressure) 및 차압(different pressure) 중 어느 하나의 형태로 측정할 수 있다.
일실시예로서, 압력 측정부(310)는 반도체 확산형 소자를 이용하여 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 압력 측정부(310)는 피에조 저항 효과를 이용하여 구현될 수 있다. 피에조 저항 효과는 외부 압력 변화에 대응하여 반도체 결정 내의 에너지 구조가 변화하고, 그에 따라 캐리어 수 역시도 변하여 반도체의 고유 저항 값이 변화하는 현상을 말한다. 따라서, 압력 측정부(310)는 압력 변화에 대응하여 순방향 또는 역방향으로 전류의 흐름이 변하는 다이오드를 삽입한 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 더하여, 압력 측정부(310)는 스트레인형 반도체 압력계 또는 용량형 반도체 압력계 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 다만, 위의 기재된 압력 측정부(310)의 실시예는 예시적 기재일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하거나 제한하도록 해석되어서는 안될 것이다.
온도 제어부(320)는 저압 챔버(300)의 내부 기압과 시뮬레이션 실험에 따라 결정되는 설정 기압의 차이를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 온도 제어부(320)는 저압 챔버(300)의 내부 온도를 측정하는 온도 측정기를 포함할 수 있다. 일실시예로서, 온도 제어부(320)는 저압 챔버(300)의 내부에 배치되어 저압 챔버(300)의 내부 온도를 측정할 수 있다.
다른 일실시예로서, 온도 제어부(320)의 온도 측정기는 저압 챔버(300)의 내부에 배치되고 온도 제어부(320)의 본체는 저압 챔버(300)의 외부에 배치될 수 있다. 온도 측정기가 측정한 저압 챔버(300)의 내부 온도는 온도 제어부(320)의 본체로 전송될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전송은 통신 인터페이스를 이용하여 수행될 수 있다. 예시적으로, 보다 구체적으로, 통신 인터페이스는 WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 인터넷 인터페이스와 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 통신 인터페이스는 외부와 통신을 수행할 수 있는 모든 인터페이스(예를 들어, 유선 인터페이스)를 나타낼 수 있다.
온도 제어부(320)는 상기 내부 기압과 상기 설정 기압의 차이가 임계치 이상인 경우, 저압 챔버(300)의 내부에 배치되는 열전도부의 온도를 조절할 수 있다. 온도 제어부(320)는 열전도부 내를 순환하는 유체를 이용하여 상기 열전도부의 온도를 조절할 수 있다. 다른 일실시예로서, 온도 제어부(320)는 열전도부에 연결되는 열전소자를 통해 상기 열전도부의 온도를 조절할 수 있다.
열전도 물질층(330)은 게터(340)와 열전도부 사이의 공극을 채우며 열을 교환할 수 있다. 예시적으로, 열전도 물질층(330)은 합성된 폴리올에, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 디부틸틴디라우레이트를 혼합하여 구성될 수 있다. 다만, 위의 기재된 구성은 예시적 구성일 뿐이고, 시뮬레이션 실험의 설정 기압 또는 게터(340)의 물질 성분 등을 고려하여 오늘날 열전도에 이용되는 다양한 화합물 등이 이용될 수 있다.
게터(340)는 열전도부에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 게터(340)와 열전도부는 열전도 물질층(330)에 의해 연결될 수 있다. 일실시예로서, 저압 챔버(300)의 내부 압력이 내려간 경우에 게터(340)는 내부 압력을 증가 시키기 위해 저압 챔버(300)의 내부 분자를 방출할 수 있다. 다른 일실시예로서, 저압 챔버(300)의 내부 압력이 증가한 경우에 게터(340)는 내부 압력을 감소 시키기 위해 저압 챔버(300)의 내부 분자를 흡착할 수 있다. 그에 따라 저압 챔버(300)의 내부 기압은 설정 기압과 임계치 미만의 범위에서 유지될 수 있다. 보다 자세한 설명은 아래의 순서도를 통해 설명될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 저압 챔버의 내부 기압을 조절하는 방법을 도시하는 순서도이다. 저압 챔버의 내부 기압을 조절하는 방법(400)은 저압 챔버의 내부 기압 변화를 감지하는 단계(410), 내부 기압 및 설정 기압의 차와 임계치를 비교하는 단계(420), 내부 기압의 조절을 위한 온도 변화량을 계산하는 단계(430), 상기 온도 변화량에 대응하는 열을 전도하는 단계(440) 및 열전도에 대응하여 게터가 내부 물질을 방출 또는 흡착하는 단계(450)를 포함할 수 있다.
단계(410)는 저압 챔버의 내부 기압 변화를 감지하는 단계이다. 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이, 저압 챔버의 내부 기압은 기계식 진공 펌프 및 차단 밸브를 이용하여 설정 기압과 임계치 범위 내로 설정될 수 있다. 다만, 이러한 설정에도 불구하고, 내부 기체의 누설 등과 같은 원인에 기초하여 내부 기압이 설정 기압과 임계치 범위를 초과하여 시뮬레이션 실험의 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 단계(410)에서는 이와 같은 오류의 가능성을 검출하고자 저압 챔버의 내부 기압 변화를 감지가 수행된다. 보다 구체적으로, 도 3에서 설명된 압력 측정부(310)가 단계(410)에 이용될 수 있다.
단계(420)는 내부 기압 및 설정 기압의 차가 기설정된 임계치 이하인지 여부를 비교하는 단계이다. 내부 기압 및 설정 기압의 차가 임계치를 초과한 경우에는 내부 기압을 조절하기 위해 아래의 단계(430), 단계(440) 및 단계(450)이 수행될 수 있다. 다만, 내부 기압 및 설정 기압의 차가 임계치 이하를 여전히 유지하는 경우에는 다시 초기 단계(410)로 돌아가 저압 챔버의 내부 기압 변화를 감지하는 단계(410)가 수행될 수 있다.
단계(430)는 내부 기압 조절을 위한 온도 변화량을 계산하는 단계이다. 일실시예로서, 내부 기압이 감소한 경우에는, 게터에 전달되는 온도를 상승시켜 게터가 저압 챔버의 내부 물질을 방출할 수 있도록 해야 할 것이다. 또한, 내부 기압이 오히려 증가한 경우에는, 게터에 전달되는 온도를 감소시켜 게터가 저압 챔버의 내부 물질을 더욱 흡착할 수 있도록 해야 할 것이다.
단계(440)은 상기 계산된 온도 변화량에 대응하는 열을 전도하는 단계이다. 단계(440)은 오늘날 열전도를 위해 이용되는 다양한 물질이 이용될 수 있다. 단계(450)에서 게터는 전도된 열에 따라 내부 물질을 방출하거나 흡착할 수 있고, 내부 기압은 최초 설정된 설정 기압과 임계치 이내로 조절될 수 있을 것이다.
도 5는 일실시예에 따른 저압 챔버를 설계하는 방법을 도시하는 순서도이다. 지정된 고도에 대응하는 설정 기압을 제공하는 저압 챔버를 설계하는 방법(500)은 상기 설정 기압의 지정된 오차 범위를 계산하는 단계(510), 상기 저압 챔버의 전체 부피 및 상기 오차 범위를 고려하여 상기 저압 챔버에 삽입될 게터의 물질 종류 및 양을 계산하는 단계(520) 및 상기 계산된 게터의 물질 종류 및 양에 따라, 상기 게터에 열을 전달하는 열전도 물질의 종류 및 양을 계산하는 단계(530)를 포함할 수 있다.
단계(510)는 설정 기압의 지정된 오차 범위를 계산하는 단계이다. 시뮬레이션 실험의 목적에 따라 실험의 오차 범위가 클 수도 있고, 작을 수도 있다. 단계(510)에서는 시뮬레이션 실험에 상응하는 오차 범위를 계산하는 단계이다. 다시 말하여, 게터에 의한 내부 물질의 흡착 또는 방출이 일어나게 되는 압력 변화의 정도를 미리 설정하는 단계이다.
단계(520)는 상기 저압 챔버의 전체 부피 및 상기 오차 범위를 고려하여 상기 저압 챔버에 삽입될 게터의 물질 종류 및 양을 계산하는 단계이다. 앞서 도 1에서 설명된 바와 같은 게터는 흡착 기능을 갖는 다양한 물질로 구현될 수 있다. 따라서, 시뮬레이션 실험에 요구되는 정확도 또는 실험 예산 등을 고려하여 사용할 게터의 물질 종류 및 양을 계산할 수 있다. 게터의 구성 물질에 따라 작은 온도 변화에도 큰 압력 변화를 가져올 수도 있고, 큰 온도 변화에도 미세한 압력 변화만을 일으킬 수 있을 것이다. 예시적으로 게터는 오늘날 널리 이용되는 활성탄, 바륨, 마그네슘, 지르코늄 및 인 중 적어도 하나를 구성 물질로 포함할 수 있다.
단계(530)는 상기 계산된 게터의 물질 종류 및 양에 따라, 상기 게터에 열을 전달하는 열전도 물질의 종류 및 양을 계산하는 단계이다. 앞서 기재한 게터와 마찬가지로 열전도 물질도 다양한 물질 또는 화합물이 이용될 수 있다. 따라서, 해당 단계에서는 시뮬레이션 실험에 요구되는 정확도 또는 실험 예산 등을 고려하여 사용할 게터의 물질 종류 및 양을 계산할 수 있다. 예시적으로, 열전도 물질은 합성된 폴리올에, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 디부틸틴디라우레이트를 혼합하여 구현될 수 있다.
위에 설명한 방법에 대한 설명은 장치에도 고려될 수 있다. 상기 설명된 방법은 미리 배포된 컴퓨터 프로그램 또는 어플리케이션 등에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 해당 실험을 수행하는 사용자는 상기 컴퓨터 프로그램 또는 상기 어플리케이션에 실험 스펙에 대응하는 입력 값을 입력하면 지정된 고도에 대응하는 저압 챔버의 구성, 게터의 물질 종류 및 양 및 열전도 물질의 종류 및 양을 출력하여 얻을 수 있을 것이다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 지정된 고도에 대응하는 설정 기압을 제공하는 저압 챔버에 있어서,
    상기 저압 챔버의 내부 기압을 측정하는 압력 측정부;
    상기 저압 챔버의 내부에 배치되어, 상기 내부 기압과 상기 설정 기압의 차이가 임계치 이상인 경우, 상기 저압 챔버의 내부에 배치되는 열전도부의 온도를 조절하는 온도 제어부; 및
    상기 열전도부에 연결되어 상기 온도 조절에 따라 상기 저압 챔버 내부의 분자를 흡착하거나 또는 방출하여 상기 차이가 임계치 미만이 되도록 하는 게터(getter)
    를 포함하는 저압 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 제어부는 상기 열전도부 내를 순환하는 유체를 이용하여 상기 열전도부의 온도를 조절하는 저압 챔버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도 제어부는 상기 열전도부에 연결되는 열전소자를 통해 상기 열전도부의 온도를 조절하는 저압 챔버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 게터와 상기 열전도부 사이의 공극을 채우며 열을 교환시키는 열전도 물질층
    을 더 포함하는 저압 챔버.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열전도 물질층은 합성된 폴리올에, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 디부틸틴디라우레이트를 혼합하여 구성되는 저압 챔버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 게터는 활성탄, 바륨, 마그네슘, 지르코늄 및 인 중 적어도 하나를 구성 물질로 포함하는 저압 챔버.
  7. 저압 챔버의 설정 기압을 유지하는 방법에 있어서,
    상기 저압 챔버의 내부 기압을 측정하는 단계;
    상기 내부 기압과 상기 설정 기압의 차이가 임계치 이상인 경우, 상기 저압 챔버의 내부에 배치되는 열전도부를 이용하여 상기 저압 챔버의 내부 온도를 조절하는 단계; 및
    게터를 이용하여 상기 온도 조절에 따라 상기 저압 챔버 내부의 분자를 흡착하거나 방출하여 상기 차이가 임계치 미만이 되도록 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 저압 챔버의 내부 온도를 조절하는 단계는 상기 열전도부 내를 순환하는 유체를 이용하여 상기 열전도부의 온도를 조절하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 저압 챔버의 내부 온도를 조절하는 단계는 상기 열전도부에 연결되는 열전소자를 통해 상기 열전도부의 온도를 조절하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 게터는 상기 저압 챔버 내부의 분자에 연관되는 흡착성을 증가시키는 다공성 막을 포함하는 방법.
  11. 지정된 고도에 대응하는 설정 기압을 제공하는 저압 챔버를 설계하는 방법에 있어서,
    상기 설정 기압의 지정된 오차 범위를 계산하는 단계; 및
    상기 저압 챔버의 전체 부피 및 상기 오차 범위를 고려하여 상기 저압 챔버에 삽입될 게터의 물질 종류 및 양을 계산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 계산된 게터의 물질 종류 및 양에 따라, 상기 게터에 열을 전달하는 열전도 물질의 종류 및 양을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 게터는 활성탄, 바륨, 마그네슘, 지르코늄 및 인 중 적어도 하나를 구성 물질로 포함하는 방법.
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