KR20170115899A - Measurement apparatus and method for liquid thickness - Google Patents

Measurement apparatus and method for liquid thickness Download PDF

Info

Publication number
KR20170115899A
KR20170115899A KR1020160043704A KR20160043704A KR20170115899A KR 20170115899 A KR20170115899 A KR 20170115899A KR 1020160043704 A KR1020160043704 A KR 1020160043704A KR 20160043704 A KR20160043704 A KR 20160043704A KR 20170115899 A KR20170115899 A KR 20170115899A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
liquid film
current value
thickness
measuring
Prior art date
Application number
KR1020160043704A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101856562B1 (en
Inventor
김종록
조형규
이규병
어동진
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020160043704A priority Critical patent/KR101856562B1/en
Publication of KR20170115899A publication Critical patent/KR20170115899A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101856562B1 publication Critical patent/KR101856562B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F9/00Magnetic amplifiers
    • H03F9/02Magnetic amplifiers current-controlled, i.e. the load current flowing in both directions through a main coil
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치는 인가 전극인 제 1전극과, 측정 전극인 제 2전극 및 제 3전극이 형성된 연성인쇄회로기판; 및 상기 제 1전극에 전원을 인가하는 전원 인가부;를 포함하고, 상기 제 1전극에 전원을 인가하는 경우, 상기 제 1전극에서 흘러나와 상기 액막의 유체를 경유하여 상기 제 2전극 및 상기 제 3전극에 각각 전달되는 제 1전류값 및 제 2전류값에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출한다.A liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a flexible printed circuit board having a first electrode as an applied electrode, a second electrode and a third electrode as measurement electrodes, And a power applying unit for applying power to the first electrode, wherein when power is applied to the first electrode, the power is supplied from the first electrode to the second electrode and the second electrode through the fluid of the liquid film, The thickness of the liquid film is calculated based on the first current value and the second current value that are respectively transmitted to the three electrodes.

Description

액막 두께 측정 장치 및 액막 두께 측정 방법{MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD FOR LIQUID THICKNESS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a liquid film thickness measuring apparatus and a liquid film thickness measuring method,

본 발명은 액막 두께 측정 장치 및 액막 두께 측정 방법에 관한 것으로써, 구체적으로 삼전극 연성인쇄회로기판을 이용하여 액막의 두께를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid film thickness measuring apparatus and a liquid film thickness measuring method, and more particularly, to an apparatus and a method for measuring a liquid film thickness using a three-electrode flexible printed circuit board.

평면 상에 존재하는 액막을 측정하는 기술은 다양하며, 대표적으로는 전기 전도도법, 방사선 감쇠법, 초음파법 등이 있다. 이 중 전기 전도도를 이용한 액막 두께 측정의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 인가용 전극(2)으로부터 측정용 전극(3)으로 흐르는 전류를 측정하여 액막 두께를 역산하는 방식으로 액막의 두께를 측정하는 것이 일반적이다. Techniques for measuring a liquid film present on a flat surface are various, and examples thereof include an electric conductivity method, a radiation attenuation method, and an ultrasonic method. In the case of the liquid film thickness measurement using the electric conductivity, the thickness of the liquid film is measured by measuring the current flowing from the application electrode 2 to the measurement electrode 3 as shown in Fig. 1 and inversely calculating the liquid film thickness .

액막을 구성하는 유체의 저항(Resistance) 또는 임피던스(Impedance)에 의하여 인가용 전극(2)에서 측정용 전극(3)으로 흐르는 전류의 크기가 결정되고, 인가용 전극(2) 및 측정용 전극(3) 위에 형성된 액막의 두께(t)가 두꺼워지는 경우 옴의 법칙(Ohm`s Law)에 의하여 저항 또는 임피던스가 작아지기 때문에 인가용 전극(2)에서 측정용 전극(3)으로 흐르는 전류는 더 커지게 된다. 결국, 액막의 두께와 인가용 전극(2)에서 측정용 전극(3)으로 흐르는 전류의 상관 관계를 이용하여 액막의 두께를 산출하는 것이다. 이러한 액막 측정 방법은 유체의 전기 전도도를 고려해야 하는데, 상술한 전류의 크기는 유체의 전기 전도도에 의하여 변화된다.The magnitude of the current flowing from the applying electrode 2 to the measuring electrode 3 is determined by the resistance or the impedance of the fluid constituting the liquid film and the magnitude of the current flowing from the applying electrode 2 to the measuring electrode The current flowing from the applying electrode 2 to the measuring electrode 3 is further increased because the resistance or impedance is reduced by the Ohm's law when the thickness t of the liquid film formed on the upper electrode 3 becomes thicker . As a result, the thickness of the liquid film is calculated by using the correlation between the thickness of the liquid film and the current flowing from the applying electrode 2 to the measuring electrode 3. Such a liquid film measuring method must take into consideration the electric conductivity of the fluid, and the magnitude of the electric current described above is changed by the electric conductivity of the fluid.

도 2는 온도에 따른 물의 전기 전도도의 변화를 도시한 그래프로써, 일반적으로 유체의 전기 전도도는 유체의 온도에 따라 가변하게 되며, 예를 들어 물의 경우는 온도 1도 상승시 약 2%의 전기 전도도가 상승하는 것을 도 2에서 확인할 수 있다. FIG. 2 is a graph showing a change in the electrical conductivity of water with respect to temperature. In general, the electrical conductivity of the fluid varies with the temperature of the fluid. For example, in the case of water, a conductivity of about 2% Can be confirmed in Fig.

따라서, 상술한 액막 측정 방법의 경우, 전류의 값이 유체의 온도에 의하여 가변되기 때문에 등온 상태에서의 액막 유동 측정만이 가능하다는 문제가 있다. 일반적으로 2상 유동은 열전달이 수반되는 유동 조건이 많이 나타나기 때문에 현실적인 조건을 반영한 실험 수행을 위해서는 온도가 변하는 유동 조건에서의 액막 측정이 가능해야 한다. Therefore, in the case of the liquid film measurement method described above, there is a problem that only the measurement of the liquid film flow in the isothermal state is possible because the current value varies depending on the temperature of the fluid. In general, the two-phase flow has many flow conditions accompanied by heat transfer. Therefore, it is necessary to measure the liquid film under the changing flow conditions in order to carry out the experiment reflecting the realistic conditions.

하기 선행문헌은 액막 굴절을 이용한 액막 두께 측정 장치 및 방법에 대한 기술적 내용만 개시하고 있을 뿐, 본 발명의 기술적 요지를 개시하고 있지 않다.The following prior art document only discloses an apparatus and method for measuring liquid film thickness using liquid film refraction, but does not disclose the technical point of the present invention.

한국등록특허공보 제10-1542017호Korean Patent Registration No. 10-1542017

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치 및 액막 두께 측정 방법은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.A liquid film thickness measuring apparatus and a liquid film thickness measuring method according to an embodiment of the present invention aim to solve the following problems.

액막의 유체 온도 변화에 영향을 최소화함으로써, 유체의 온도가 변화하는 유동 조건에서도 정확한 액막의 두께 측정이 가능한 액막 두께 측정 장치 및 측정 방법을 제안하는 것이다. The present invention proposes a liquid film thickness measuring apparatus and a measuring method capable of accurately measuring the liquid film thickness even under a flow condition in which the temperature of the liquid changes by minimizing the influence of the liquid film temperature change.

또한, 동적 곡면을 포함하는 곡면에 형성된 액막의 두께 측정이 가능하며, 나아가 고온의 환경 하에서도 적용이 가능한 액막 두께 측정 장치 및 측정 방법을 제안하는 것이다. The present invention also proposes a liquid film thickness measuring apparatus and a measuring method which are capable of measuring the thickness of a liquid film formed on a curved surface including a dynamic curved surface and further applicable to a high temperature environment.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치는 인가 전극인 제 1전극과, 측정 전극인 제 2전극 및 제 3전극이 형성된 연성인쇄회로기판; 및 상기 제 1전극에 전원을 인가하는 전원 인가부;를 포함하고, 상기 제 1전극에 전원을 인가하는 경우, 상기 제 1전극에서 흘러나와 상기 액막의 유체를 경유하여 상기 제 2전극 및 상기 제 3전극에 각각 전달되는 제 1전류값 및 제 2전류값에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출한다.A liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a flexible printed circuit board having a first electrode as an applied electrode, a second electrode and a third electrode as measurement electrodes, And a power applying unit for applying power to the first electrode, wherein when power is applied to the first electrode, the power is supplied from the first electrode to the second electrode and the second electrode through the fluid of the liquid film, The thickness of the liquid film is calculated based on the first current value and the second current value that are respectively transmitted to the three electrodes.

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정용 연성인쇄회로기판은 액막의 두께를 측정하기 위한 액막 두께 측정용 장치에 포함되는 연성인쇄회로기판에 관한 것으로써, 외부로부터 전원을 인가받는 제 1전극; 및 상기 제 1전극에 전원을 인가하는 경우, 상기 제 1전극으로부터 흘러나와 상기 액막의 유체를 경유하여 전달되는 전류를 각각 전달받는 제 2전극 및 제 3전극;을 포함하고, 상기 액막의 두께는 상기 제 2전극이 전달받은 제 1전류값 및 상기 제 3전극이 전달받은 제 2전류값에 기초하여 산출된다.A flexible printed circuit board for measuring a liquid film thickness according to an embodiment of the present invention is a flexible printed circuit board included in an apparatus for measuring a liquid film thickness for measuring a thickness of a liquid film, ; And a second electrode and a third electrode that receive currents that flow from the first electrode and pass through the fluid of the liquid membrane when power is applied to the first electrode, Based on the first current value received by the second electrode and the second current value received by the third electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 방법은 인가 전극인 제 1전극과, 측정 전극인 제 2전극 및 제 3전극이 형성된 연성인쇄회로기판을 포함하는 액막 두께 측정 장치를 이용한 액막 두께 측정 방법에 관한 것으로써, 액막 내에 상기 연성인쇄회로기판을 배치시키는 단계; 상기 제 1전극에 전원을 인가하는 단계; 상기 제 1전극으로부터 흘러나와 상기 액막의 유체를 경유하여 상기 제 2전극 및 제 3전극으로 각각 전달되는 제 1전류값 및 제 2전류값을 검출하는 단계; 및 상기 제 1전류값 및 제 2전류값에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출하는 단계;를 포함한다.The liquid film thickness measuring method according to an embodiment of the present invention includes measuring a liquid film thickness using a liquid film thickness measuring apparatus including a first electrode as an applied electrode and a flexible printed circuit board having second and third electrodes as measurement electrodes The method comprising: disposing the flexible printed circuit board in a liquid film; Applying power to the first electrode; Detecting a first current value and a second current value that flow from the first electrode and pass through the fluid of the liquid film to the second electrode and the third electrode, respectively; And calculating the thickness of the liquid film based on the first current value and the second current value.

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치 및 방법은, 인가 전극 및 측정 전극을 연성인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)에 형성시킴으로써 동적 곡면을 포함하는 곡면 상의 액막 측정이 가능하고, 나아가 고온 환경 하에서도 적용이 가능하다는 효과가 있다.The apparatus and method for measuring liquid film thickness according to an embodiment of the present invention are capable of measuring a liquid film on a curved surface including a dynamic curved surface by forming an applied electrode and a measuring electrode on a flexible printed circuit board (FPCB) The present invention can be applied even in a high temperature environment.

또한, 측정 전극을 2개를 구비하고, 인가 전극으로부터 2개의 측정 전극에 각각 흐르는 2개의 전류값의 비를 이용하여 액막의 두께를 측정함으로써, 액막을 형성하는 유체의 온도 변화가 있는 경우라도 정확한 액막의 두께 측정을 담보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. Further, by measuring the thickness of the liquid film by using the ratio of the two current values flowing through the two measurement electrodes from the application electrode to two measurement electrodes, even if there is a temperature change of the liquid forming the liquid film, The effect of ensuring the measurement of the thickness of the liquid film can be expected.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 종래의 액막 두께 측정 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 온도에 따른 물의 전기 전도도의 변화량을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치 중 연성인쇄회로기판의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치 중 연성인쇄회로기판의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치를 이용한 실험 결과 중 액막 두께에 따른 전류비 신호를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치를 이용한 실험 결과 중 온도 변화에 따른 전류 및 전류비 신호를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 방법을 시계열적으로 도시한 플로우차트이다.
1 is a view showing a conventional liquid film thickness measuring apparatus.
2 is a graph showing the amount of change in electrical conductivity of water with temperature.
3 is a cross-sectional view of a flexible printed circuit board in an apparatus for measuring liquid film thickness according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an apparatus for measuring a liquid film thickness according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view of a flexible printed circuit board in an apparatus for measuring liquid film thickness according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a current ratio signal according to a liquid film thickness in an experimental result using a liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing current and current ratio signals according to temperature changes in an experimental result using a liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a time-lapse thermal film thickness measuring method according to an embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치에 대하여 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치 중 연성인쇄회로기판의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치 중 연성인쇄회로기판의 정면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치를 이용한 실험 결과 중 액막 두께에 따른 전류비 신호를 도시한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치를 이용한 실험 결과 중 온도 변화에 따른 전류 및 전류비 신호를 도시한 그래프이다. Hereinafter, a liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a flexible printed circuit board in a liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view illustrating an apparatus for measuring liquid film thickness according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a graph showing a current ratio signal according to a liquid film thickness in an experimental result using a liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. And FIG. 7 is a graph showing a current and a current ratio signal according to a temperature change in an experimental result using a liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치는 3개의 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(100)을 포함하는데, 구체적으로 연성인쇄회로기판(100)에는 인가 전극인 제 1전극(110)과, 측정 전극인 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)이 형성된다. The liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a flexible printed circuit board 100 on which three electrodes are formed. Specifically, the flexible printed circuit board 100 includes a first electrode 110, A second electrode 120 and a third electrode 130, which are measurement electrodes, are formed.

연성인쇄회로기판(100)은 평면 혹은 곡면 상에 형성된 액막 내부에 배치되며, 제 1전극(110)은 후술할 전원 인가부(200)로부터 전원을 인가받는다. The flexible printed circuit board 100 is disposed inside a liquid film formed on a flat or curved surface, and the first electrode 110 receives power from a power application unit 200 to be described later.

이때, 제 1전극(110)에서 흘러나와 액막(10)의 유체를 경유하여 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)에 각각 전달되는 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)에 기초하여 상기 액막(10)의 두께를 산출할 수 있다. The first current value I1 and the second current value I2 flowing from the first electrode 110 and passing through the fluid in the liquid film 10 to the second electrode 120 and the third electrode 130, respectively, I2), the thickness of the liquid film 10 can be calculated.

구체적으로, 액막(10)의 두께는 제 1전류값(I1)과 제 2전류값(I2)의 비율에 의하여 산출되는데, 이 경우 유체의 온도 변화가 있는 경우라도 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)은 함께 변동되며, 이러한 전류비는 액막 두께의 측정시 유체의 온도 변화와 독립된다고 볼 수 있으므로, 유체의 온도 변화 상태에서도 액막 두께를 측정할 수 있는 장점이 있다. Specifically, the thickness of the liquid film 10 is calculated by the ratio of the first current value I1 and the second current value I2. In this case, even when the fluid temperature changes, the first current value I1 and the second current value I2 Since the second current value I2 varies together and this current ratio can be regarded as being independent of the temperature change of the fluid during the measurement of the liquid film thickness, there is an advantage that the liquid film thickness can be measured even in the state of the temperature change of the fluid.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치에서 연성인쇄회로기판(100)을 사용하였는데, 연성인쇄회로기판(100)은 IT(Information Technology) 및 MEMS(Micro Electrical Mechanical System)에 주로 사용되는 인쇄회로기판으로써, 일반적인 인쇄회로기판의 플라스틱 절연기판과는 달리 폴리이미드(PI: Polyimide) 필름으로 제작되므로 우수한 연성 및 내열성을 갖는다. The flexible printed circuit board 100 is mainly used in information technology (IT) and micro-electrical mechanical system (MEMS). The flexible printed circuit board 100 is used in a liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Unlike a plastic insulating substrate of a general printed circuit board, it is made of a polyimide (PI) film and thus has excellent ductility and heat resistance.

이로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치는 평면이 아닌 곡면 상에 형성된 액막의 두께 측정이 가능하고, 나아가 고온 상황에서도 적용이 가능하다는 장점이 있다. Therefore, the liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is capable of measuring the thickness of a liquid film formed on a curved surface rather than a flat surface, and is also applicable to a high temperature condition.

또한, 연성인쇄회로기판(100)에 형성된 제 1전극(110), 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)은 도 5에 도시된 바와 같이 연성회로기판(100)의 길이 방향을 따라 일렬로 배치되되, 각각의 전극들은 상호 이격되도록 배치되어야 한다.5, the first electrode 110, the second electrode 120, and the third electrode 130 formed on the flexible printed circuit board 100 are formed along the longitudinal direction of the flexible circuit board 100, The electrodes are arranged in a line, with each electrode being spaced apart from one another.

특히, 측정용 전극인 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)의 양측에는 접지(Ground) 전극 혹은 패턴(140)을 형성시키는 것이 바람직하며, 이를 통해서 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)에 일정한 전류 분포를 갖는 전류값들을 전달받을 수 있게 된다.Particularly, it is preferable to form a ground electrode or a pattern 140 on both sides of the second electrode 120 and the third electrode 130 which are the measuring electrodes. Through the second electrode 120 and the third electrode 130, The current values having a constant current distribution can be transmitted to the electrode 130.

아울러, 연성인쇄회로기판(100)에는 제 1전극(110), 제 2전극(120) 및 제 3전극(130) 상호 간에 전기적으로 도통하기 위한 별도의 패턴(Pattern)은 형성되어 있지 않아야 할 것이다. In addition, the flexible printed circuit board 100 should not have a separate pattern for electrical conduction between the first electrode 110, the second electrode 120, and the third electrode 130 .

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치는 상술한 연성인쇄회로기판(100) 이외에 다른 구성들을 포함하고 있으며, 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이 전원 인가부(200), 제 1증폭기(310), 제 2증폭기(320) 및 산출부(400)를 포함하도록 구성된다. As shown in FIG. 4, the liquid film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a power applying unit 200, a first amplifier (not shown) 310, a second amplifier 320, and a calculation unit 400. [

전원 인가부(200)는 제 1전극(110)에 전원을 인가하는 기능을 수행하는 구성으로, 특정한 크기 및 주기를 갖는 교류 전압을 인가할 수 있는 함수 발생기(Function Generator)인 것이 바람직하다.The power applying unit 200 may be a function generator that applies a power to the first electrode 110 and is capable of applying an AC voltage having a specific size and period.

제 1증폭기(310) 및 제 2증폭기(320)는 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)과 전기적으로 연결되어 있으며, 제 2전극(120)이 획득한 제 1전류(I1) 및 제 3전극(130)이 획득한 제 2전류(I2)를 각각 증폭시키는 기능을 수행한다. The first amplifier 310 and the second amplifier 320 are electrically connected to the second electrode 120 and the third electrode 130 and the first current I1 and the second current I2 acquired by the second electrode 120 And amplifies the second current I2 obtained by the third electrode 130, respectively.

특히, 제 1증폭기 및 제 2증폭기는 락인앰프(Lock in Amplifier)로 구성되는 것이 바람직하며, 이러한 락인앰프는 측정하고자 하는 신호 이외에 그것과 일정한 주파수와 위상 관계에 있는 참조 신호를 입력하여, 참조 신호와 같은 주파수와 위상의 측정 신호만을 정류하여 추출할 수 있으므로, 잡음 중에 매몰된 신호를 검출 및 증폭이 가능하게 된다.In particular, the first amplifier and the second amplifier are preferably composed of a lock-in amplifier. In addition to the signal to be measured, the lock-in amplifier inputs a reference signal having a phase relationship with a predetermined frequency, It is possible to rectify and extract only a measurement signal having the same frequency and phase as that of the received signal, so that the signal embedded in the noise can be detected and amplified.

한편, 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)은 동시에 획득되는 것이 바람직하다. Meanwhile, it is preferable that the first current value I1 and the second current value I2 are obtained at the same time.

산출부(400)는 제 1증폭기(310)에 의해 증폭된 제 1전류값(I1) 및 제 2증폭기(320)에 의해 증폭된 제 2전류값(I2)에 기초하여 액막(10)의 두께를 산출한다.The calculation unit 400 calculates the thickness of the liquid film 10 based on the first current value I1 amplified by the first amplifier 310 and the second current value I2 amplified by the second amplifier 320. [ .

구체적으로 산출부(400)는 증폭된 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)의 비율(I2/I1)에 기초하여 액막(10)의 두께를 산출하는데, 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)의 비율(I2/I1)과 액막(10) 두께와의 관계는 연성인쇄회로기판(100)에 형성된 제 1전극(110), 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)의 위치 및 형상에 따라 달라질 수 있다. Specifically, the calculator 400 calculates the thickness of the liquid film 10 based on the ratio of the amplified first current value I1 and the second current value I2 to the first current value I2 The relationship between the ratio I2 / I1 of the first current I1 and the second current I2 and the thickness of the liquid film 10 is determined by the relationship between the first electrode 110, the second electrode 120, And the position and shape of the third electrode 130.

예를 들어, 도 5에 도시된 제 1전극(110)의 크기 및 위치를 다르게 가져갈 경우, 전류비(I2/I1)와 액막 두께(t)의 상관 관계를 나타나는 그래프는 다르게 형성되는 것을 도 6에서 확인할 수 있다. For example, when the size and position of the first electrode 110 shown in FIG. 5 are taken differently, a graph showing the correlation between the current ratio I2 / I1 and the liquid film thickness t is formed differently from FIG. 6 .

따라서, 산출부(400)에는 유체의 종류, 전극들의 위치 또는 전극들의 형상 등의 측정 조건별 전류비(I2/I1) 및 액막 두께(t)와의 상관관계가 저장되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the calculation unit 400 stores the correlation between the current ratio I2 / I1 and the liquid film thickness t according to the measurement conditions such as the kind of the fluid, the position of the electrodes, or the shapes of the electrodes.

상술한 바와 같이, 산출부(400)는 두 측정전극인 제 2전극(110) 및 제 3전극(120)에서 각각 형성된 전류비(I2/I1)를 기초로 액막 두께(t)를 산출함으로써, 액막상의 유체의 온도가 변화하더라도 정확한 액막 두께의 측정이 가능하며, 이는 도 7에서 확인할 수 있다. As described above, the calculating unit 400 calculates the liquid film thickness t based on the current ratio I2 / I1 formed at the second electrode 110 and the third electrode 120, which are the two measurement electrodes, Even if the temperature of the fluid on the liquid film changes, it is possible to measure the exact liquid film thickness, which can be seen in Fig.

이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 방법에 대하여 설명하되, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 장치의 설명에서 이미 설명과 중복되는 부분은 그 자세한 설명을 생략하도록 한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 방법을 시계열적으로 도시한 플로우차트이다. Hereinafter, a liquid film thickness measuring method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. In the description of the apparatus for measuring liquid film thickness according to an embodiment of the present invention, No detailed description is required. FIG. 8 is a flowchart illustrating a time-lapse thermal film thickness measuring method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 액막 두께 측정 방법은 인가 전극인 제 1전극(110)과, 측정 전극인 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)이 형성된 연성인쇄회로기판(100)을 포함하는 액막 두께 측정 장치를 이용한 액막 두께 측정 방법이다. The liquid film thickness measuring method according to an embodiment of the present invention includes a first electrode 110 as an applied electrode and a flexible printed circuit board 100 having a second electrode 120 and a third electrode 130 as measurement electrodes And measuring the liquid film thickness using the apparatus.

구체적으로, 먼저 액막(10) 내에 연성인쇄회로기판(100)을 배치시키는 단계(S200)가 먼저 수행되고, 이후 전원 인가부(300)가 연성인쇄회로기판(100)의 제 1전극(110)에 전원을 인가하는 단계(S200)가 수행된다. The power application unit 300 may be installed on the first electrode 110 of the flexible printed circuit board 100 and the power application unit 300 may be mounted on the flexible printed circuit board 100. [ (S200) is performed.

이후, 제 1전극(110)으로부터 흘러나와 액막(10)의 유체를 경유하여 제 2전극(120) 및 제 3전극(130)으로 각각 전달되는 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)을 검출하는 단계(S300)가 수행되고, 마지막으로 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)에 기초하여 액막(10)의 두께를 산출하는 단계(S500)가 수행된다. Thereafter, the first current value I1 and the second current value I2, which flow from the first electrode 110 and are transmitted to the second electrode 120 and the third electrode 130 via the fluid of the liquid film 10, respectively, (S300) is performed. Finally, a step S500 of calculating the thickness of the liquid film 10 based on the first current value I1 and the second current value I2 is performed.

한편, 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)을 검출하는 단계(S300)에서, 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)은 동시에 검출되는 것이 바람직하다.Meanwhile, in step S300 of detecting the first current value I1 and the second current value I2, it is preferable that the first current value I1 and the second current value I2 are simultaneously detected.

또한, 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)을 검출하는 단계(S300) 및 액막(10)의 두께를 산출하는 단계(S500) 사이에는 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)을 증폭시키는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다. Between the step S300 of detecting the first current value I1 and the second current value I2 and the step S500 of calculating the thickness of the liquid film 10, the first current value I1 and the second current value I2 And amplifying the current value I2 (S400).

나아가, 액막(10)의 두께를 산출하는 단계(S500)는 구체적으로 제 1전류값(I1) 및 제 2전류값(I2)의 비율(I2/I1)을 산출하는 단계(S510) 및 산출된 비율(I2/I1)과 액막의 두께와의 상관 관계에 기초하여 액막(10)의 두께를 산출하는 단계(S520)로 세분화될 수 있다.The step S500 of calculating the thickness of the liquid film 10 may further include a step S510 of calculating the ratio I2 / I1 of the first current value I1 and the second current value I2, (S520) of calculating the thickness of the liquid film 10 based on the correlation between the ratio I2 / I1 and the thickness of the liquid film.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, it is to be understood that the embodiments disclosed herein are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. It should be interpreted.

10: 액막 100: 연성인쇄회로기판
110: 제 1전극 120: 제 2전극
130: 제 3전극 140: 접지 전극
200: 전원 인가부 310: 제 1증폭기
320: 제 2증폭기 400: 산출부
10: liquid film 100: flexible printed circuit board
110: first electrode 120: second electrode
130: third electrode 140: ground electrode
200: power applying unit 310: first amplifier
320: second amplifier 400:

Claims (15)

인가 전극인 제 1전극과, 측정 전극인 제 2전극 및 제 3전극이 형성된 연성인쇄회로기판; 및
상기 제 1전극에 전원을 인가하는 전원 인가부;
를 포함하고,
상기 제 1전극에서 흘러나와 상기 액막의 유체를 경유하여 상기 제 2전극 및 상기 제 3전극에 각각 전달되는 제 1전류값 및 제 2전류값에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출하는 액막 두께 측정 장치.
A flexible printed circuit board on which a first electrode as an applied electrode and a second electrode and a third electrode as measurement electrodes are formed; And
A power applying unit for applying power to the first electrode;
Lt; / RTI >
A liquid film thickness measuring device for calculating a thickness of the liquid film based on a first current value and a second current value which are respectively outputted from the first electrode and transmitted to the second electrode and the third electrode via the fluid of the liquid film, .
제 1항에 있어서,
상기 제 1전류값을 증폭시키는 제 1증폭기; 및
상기 제 2전류값을 증폭시키는 제 2증폭기;
를 더 포함하는 액막 두께 측정 장치.
The method according to claim 1,
A first amplifier for amplifying the first current value; And
A second amplifier for amplifying the second current value;
Further comprising: a liquid film thickness measuring device for measuring the film thickness of the liquid film.
제 2항에 있어서,
상기 제 1증폭기 및 제 2증폭기는 락인앰프(Lock in Amplifier)인 액막 두께 측정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first amplifier and the second amplifier are lock in amplifiers.
제 2항에 있어서,
상기 제 1증폭기를 통해 증폭된 제 1전류값 및 상기 제 2증폭기를 통해 증폭된 제 2전류값에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출하는 산출부;
를 더 포함하는 액막 두께 측정 장치.
3. The method of claim 2,
A calculator for calculating a thickness of the liquid film based on the first current value amplified through the first amplifier and the second current value amplified through the second amplifier;
Further comprising: a liquid film thickness measuring device for measuring the film thickness of the liquid film.
제 4항에 있어서,
상기 산출부는 증폭된 상기 제 1전류값 및 제 2전류값의 비율에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출하는 액막 두께 측정 장치.
5. The method of claim 4,
And the calculating section calculates the thickness of the liquid film based on the ratio of the amplified first current value and the second current value.
제 1항에 있어서,
상기 제 1전극, 제 2전극 및 제 3전극은 상기 연성인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 일렬로 이격하여 배치되는 액막 두께 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first electrode, the second electrode, and the third electrode are arranged in a line in a longitudinal direction of the flexible printed circuit board.
제 6항에 있어서,
상기 제 2전극 및 제 3전극의 양측에는 접지 전극이 형성되는 액막 두께 측정 장치.
The method according to claim 6,
And ground electrodes are formed on both sides of the second electrode and the third electrode.
액막의 두께를 측정하기 위한 액막 두께 측정용 연성인쇄회로기판에 있어서,
외부로부터 전원을 인가받는 제 1전극; 및
상기 제 1전극에 전원을 인가하는 경우, 상기 제 1전극으로부터 흘러나와 상기 액막의 유체를 경유하여 전달되는 전류를 각각 전달받는 제 2전극 및 제 3전극;
을 포함하고,
상기 액막의 두께는 상기 제 2전극이 전달받은 제 1전류값 및 상기 제 3전극이 전달받은 제 2전류값에 기초하여 산출되는 액막 두께 측정용 연성인쇄회로기판.
A flexible printed circuit board for measuring a liquid film thickness for measuring a thickness of a liquid film,
A first electrode for receiving power from the outside; And
A second electrode and a third electrode, respectively, when power is applied to the first electrode, the current is transmitted from the first electrode to the liquid through the liquid film;
/ RTI >
Wherein the thickness of the liquid film is calculated based on the first current value transmitted by the second electrode and the second current value transmitted by the third electrode.
제 8항에 있어서,
상기 액막의 두께는 상기 제 1전류값 및 상기 제 2전류값의 비율에 기초하여 산출되는 액막 두께 측정용 연성인쇄회로기판.
9. The method of claim 8,
Wherein the thickness of the liquid film is calculated based on a ratio of the first current value and the second current value.
제 8항에 있어서,
상기 제 1전극, 제 2전극 및 제 3전극은 상기 연성인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 일렬로 이격하여 배치되는 액막 두께 측정용 연성인쇄회로기판.
9. The method of claim 8,
Wherein the first electrode, the second electrode, and the third electrode are arranged in a line in a longitudinal direction of the flexible printed circuit board.
제 10항에 있어서,
상기 제 2전극 및 제 3전극의 양측에 형성되는 접지 전극;
을 더 포함하는 액막 두께 측정용 연성인쇄회로기판.
11. The method of claim 10,
A ground electrode formed on both sides of the second electrode and the third electrode;
Further comprising: a flexible printed circuit board for measuring a liquid film thickness.
인가 전극인 제 1전극과, 측정 전극인 제 2전극 및 제 3전극이 형성된 연성인쇄회로기판을 포함하는 액막 두께 측정 장치를 이용한 액막 두께 측정 방법에 있어서,
액막 내에 상기 연성인쇄회로기판을 배치시키는 단계;
전원 인가부가 상기 제 1전극에 전원을 인가하는 단계;
상기 제 1전극으로부터 흘러나와 상기 액막의 유체를 경유하여 상기 제 2전극 및 제 3전극으로 각각 전달되는 제 1전류값 및 제 2전류값을 검출하는 단계; 및
상기 제 1전류값 및 제 2전류값에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출하는 단계;
를 포함하는 액막 두께 측정 방법.
1. A liquid film thickness measuring method using a liquid film thickness measuring apparatus comprising a flexible printed circuit board on which a first electrode as an applied electrode and a second electrode and a third electrode as measuring electrodes are formed,
Disposing the flexible printed circuit board in a liquid film;
The power application unit applies power to the first electrode;
Detecting a first current value and a second current value that flow from the first electrode and pass through the fluid of the liquid film to the second electrode and the third electrode, respectively; And
Calculating a thickness of the liquid film based on the first current value and the second current value;
And measuring the liquid film thickness.
제 12항에 있어서,
상기 제 1전류값 및 제 2전류값을 검출하는 단계와 상기 액막의 두께를 산출하는 단계 사이에는, 상기 제 1전류값 및 제 2전류값을 증폭시키는 단계;를 더 포함하고,
상기 액막의 두께를 산출하는 단계는 증폭된 상기 제 1전류값 및 제 2전류값에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출하는 단계인 액막 두께 측정 방법.
13. The method of claim 12,
Amplifying the first current value and the second current value between the step of detecting the first current value and the second current value and the step of calculating the thickness of the liquid film,
Wherein the step of calculating the thickness of the liquid film is a step of calculating the thickness of the liquid film based on the amplified first current value and the second current value.
제 12항에 있어서, 상기 액막의 두께를 산출하는 단계는,
상기 제 1전류값 및 제 2전류값의 비율을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 비율과 상기 액막의 두께와의 상관 관계에 기초하여 상기 액막의 두께를 산출하는 단계;
를 포함하는 액막 두께 측정 방법.
13. The method of claim 12, wherein calculating the thickness of the liquid film comprises:
Calculating a ratio of the first current value and the second current value; And
Calculating a thickness of the liquid film based on a correlation between the calculated ratio and the thickness of the liquid film;
And measuring the liquid film thickness.
제 12항에 있어서,
상기 제 1전류값 및 제 2전류값은 동시에 검출되는 액막 두께 측정 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the first current value and the second current value are simultaneously detected.
KR1020160043704A 2016-04-08 2016-04-08 Measurement apparatus and method for liquid thickness KR101856562B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160043704A KR101856562B1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Measurement apparatus and method for liquid thickness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160043704A KR101856562B1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Measurement apparatus and method for liquid thickness

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170115899A true KR20170115899A (en) 2017-10-18
KR101856562B1 KR101856562B1 (en) 2018-05-10

Family

ID=60296650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160043704A KR101856562B1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Measurement apparatus and method for liquid thickness

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101856562B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102158350B1 (en) * 2019-04-22 2020-09-21 서울대학교산학협력단 Substrate for measuring liquid thickness, apparatus for the same, and method for same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004077338A (en) 2002-08-20 2004-03-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sensor, liquid film measurement device, and equipment with flowing liquid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102158350B1 (en) * 2019-04-22 2020-09-21 서울대학교산학협력단 Substrate for measuring liquid thickness, apparatus for the same, and method for same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101856562B1 (en) 2018-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4962489B2 (en) Thermal mass flow meter
JP6218194B2 (en) Power measuring device and sensor element
EP1995571A1 (en) Current velocity detection method and current velocity detector employing heat signal
US20120215127A1 (en) In vivo flow sensor
CN103091354B (en) Method for testing film thermal conductivity
US10551228B2 (en) Method for manufacturing a magneto-inductive flow measuring device with partially reduced cross section
Tsang et al. Dual capacitive sensors for non-contact AC voltage measurement
CN108474677B (en) Air flow sensor for fan cooling system
CN103698357B (en) A kind of thermal conductivity based on MEMS double-heater and thermal diffusion coefficient sensor
KR101856562B1 (en) Measurement apparatus and method for liquid thickness
KR101879271B1 (en) Substrate for measuring liquid thickness, apparatus for the same, and method for the same
Park et al. A flow direction sensor fabricated using MEMS technology and its simple interface circuit
JP2008002896A5 (en)
US9631981B2 (en) Apparatus and method for measuring thermoelectric device
KR102158350B1 (en) Substrate for measuring liquid thickness, apparatus for the same, and method for same
Meunier et al. Realization and simulation of wall shear stress integrated sensors
JP2007333670A (en) Thermal mass flowmeter
Piotto et al. Characterization and modeling of CMOS-compatible acoustical particle velocity sensors for applications requiring low supply voltages
JP4797866B2 (en) Thermal mass flow meter
CN210323255U (en) Insulator degradation detection device based on optical fiber micro-current sensor
US11693028B2 (en) Probe for testing an electrical property of a test sample
JP2006208079A (en) Gas sensor
Baldwin et al. An electrochemical-based thermal flow sensor
Bruschi et al. Postprocessing, readout and packaging methods for integrated gas flow sensors
JP2003254987A (en) Capacitance type flow velocity detecting device using temperature fluctuation and capacitance type flow rate detecting device using temperature fluctuation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant