KR20200091276A - 비접촉식 누액 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 비접촉식 누액 센서는 베이스 필름층, 누액을 감지하기 위해 상기 베이스 필름층의 상부에 형성된 제1 전극층, 및 상기 제1 전극층을 커버하도록 상기 베이스 필름층의 상부에 형성된 제1 보호필름층을 포함하되, 상기 제1 보호필름층은 상기 제1 전극층의 상부에 형성된 중앙부 보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부의 두께가 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서는 상기 전극의 상부에 보호필름층이 형성된 비접촉식으로 구성되기 때문에 반복하여 재사용이 가능할 뿐만 아니라, 상기 보호필름층이 전극이 배치된 중앙부 보다 테두리부가 더 두껍게 형성되어 누액 발생시 액적이 상기 보호필름층 상에서 상기 전극 부위로 모아져 정전 용량의 변화량이 증가되도록 구성되기 때문에 소량의 누액이 발생되는 경우에도 센싱 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

비접촉식 누액 센서{NON-CONTACTING LEAKAGE SENSOR}
본 발명은 비접촉식 누액 센서에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 누액의 액적을 감지하는 전극의 상부에 보호필름층이 형성된 비접촉식 센서로 구성되되, 누액 발생시 액적이 상기 보호필름층 상에서 상기 전극 부위로 모아져 정전 용량의 변화량이 증가되도록 구성됨으로써 소량의 누액이 발생되는 경우에도 센싱 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 비접촉식 누액 센서에 관한 것이다.
일반적으로 누액 센서는 물이나 화학용액 등의 누액을 감지하는 센서로, 액상의 유해 물질의 누설을 감지하기 위하여 용액이 저장된 저장탱크에 연결된 공급관(파이프)의 관연결부 하부에 설치되어 누액 발생시 하부로 떨어지는 누액을 센싱하도록 기능한다.
대부분의 누액 센서는 베이스 기판 위에 전극부가 형성되어 있는 구조로 전극부와 누액의 접촉시 발생하는 전기전도도 변화를 통해 누액 발생을 센싱하도록 구성되는데, 이와 같은 접촉식 누액 센서의 경우 전극부에 누액이 직접 접촉하는 방식이기 때문에 센싱 감도가 높은 장점은 있으나, 한 번 누액을 감지한 후에는 전극 표면에 묻어있는 액적으로 인하여 재사용이 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 접촉식 누액 센서는 외부 환경에 장기간 노출될 경우 대기 중의 수분이나 먼지 등의 오염물질이 전극에 부착되거나 전극의 부식 등으로 인하여 누액 센싱의 정확도가 크게 감소하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 하기 [특허문헌 1] 등에는 전극부 표면에 보호필름을 적층한 비접촉식 누액 센서에 관한 기술이 개시되어 있는데, 이러한 비접촉식 누액 센서의 경우 앞서 설명한 접촉식 누액 센서의 단점은 해결할 수 있으나, 누액을 감지하고자 할 때 보호필름의 두께만큼 측정하고자 하는 누액의 액적과 전극부와의 거리가 멀어지게 됨으로써, 센싱 감도가 감소하게 되는 문제가 있다.
특허문헌 1 : 한국등록특허 제10-1200923호 (2012.11.20. 공고)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 누액의 액적을 감지하는 전극의 상부에 보호필름층이 형성된 비접촉식 센서로 구성되되, 누액 발생시 액적이 상기 보호필름층 상에서 상기 전극 부위로 모아져 정전 용량의 변화량이 증가되도록 구성됨으로써 소량의 누액이 발생되는 경우에도 센싱 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 비접촉식 누액 센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 비접촉식 누액 센서는 베이스 필름층, 누액을 감지하기 위해 상기 베이스 필름층의 상부에 형성된 제1 전극층, 및 상기 제1 전극층을 커버하도록 상기 베이스 필름층의 상부에 형성된 제1 보호필름층을 포함하되, 상기 제1 보호필름층은 상기 제1 전극층의 상부에 형성된 중앙부 보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부의 두께가 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서의 상기 제1 보호필름층은 PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate) 중 적어도 어느 하나를 포함한 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 한다.
또 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서는 상기 제1 보호필름층의 상기 테두리부는 소수성 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서는 상기 베이스 필름층의 하부에 형성된 제2 전극층과, 상기 제2 전극층을 커버하도록 상기 베이스 필름층의 하부에 형성된 제2 보호필름층을 더 포함하고, 상기 제2 보호필름층은 상기 제2 전극층의 하부에 형성된 중앙부 보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부의 두께가 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서는 내부에 상기 비접촉식 누액 센서가 지면에 평행하도록 거치되는 누액 센서 거치용 하우징과, 상기 누액 센서 거치용 하우징의 일측에 설치되어 상기 비접촉식 누액 센서를 회동시키는 회동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서는 상기 비접촉식 누액 센서에서 누액이 감지된 경우, 상기 회동 장치는 외부 제어신호에 의해 상기 비접촉식 누액 센서를 회동시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서는 누액의 액적을 감지하는 전극의 상부에 보호필름층이 형성된 비접촉식으로 구성되기 때문에 반복하여 재사용이 가능할 뿐만 아니라, 상기 보호필름층이 전극이 배치된 중앙부 보다 테두리부가 더 두껍게 형성되어 누액 발생시 액적이 상기 보호필름층 상에서 상기 전극 부위로 모아져 정전 용량의 변화량이 증가되도록 구성되기 때문에 소량의 누액이 발생되는 경우에도 센싱 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 비접촉식 누액 센서는, 상기 보호필름층의 테두리부를 소수성 재질층으로 형성하여, 누액 발생시 액적이 보호필름의 전극부위에 더 두껍게 모여지도록 함으로써 정전용량 변화가 크게 발생되도록 하여 센서의 감지 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서의 구조를 나타낸 분해 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 비접촉식 누액 센서의 결합 사시도,
도 3a는 도 2의 "A-A"부에 대한 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 "가"부에 확대도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서가 설치된 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서의 설치 구조를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서의 설치 구조를 나타낸 도면, 및
도 7은 도 6의 "B-B" 부에 대한 단면도이다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서의 구조를 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시한 비접촉식 누액 센서의 결합 사시도이다. 도 3a는 도 2의 "A-A"부에 대한 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 "가"부에 확대도를 나타낸다. 또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서가 설치된 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서의 설치 구조를 나타낸 도면이다.
도 1 에서와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200)는 베이스 필름층(201), 상기 베이스 필름층(201)의 상부에 형성된 전극층(202,203), 및 상기 전극층(202,203)을 커버하도록 상기 베이스 필름층(201)의 상부에 형성된 보호필름층(205)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 베이스 필름층(201)은 후술하는 바와 같이 전극층(202,203)과 보호필름층(205)이 형성되는 센서의 기재로서 PE, PET, PP, PVC 등의 재질로 구성될 수 있으며, 본 실시예에서는 일예로서 상기 베이스 필름층(201)이 길이가 긴 스트립(strip) 형상으로 이루어지도록 구성하였다.
또한, 상기 전극층(202,203)은 전극간의 정전 용량의 변화량을 이용하여 누액의 액적을 감지하기 위한 것으로서 반도체의 박막 제조공정이나 인쇄공정 등에 의하여 상기 베이스 필름층(201)에 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극층(202,203)은 상술한 기능을 수행하는 범위 내에서는 여러 가지 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 전극층(202,203)이 신호 인가용 전극인 제1 전극(202)과 접지 전극인 제2 전극(203)으로 이루어지도록 구성하였다.
그리고, 상기 보호필름층(205)은 내화학성 보호필름을 사용할 수 있으며, PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate) 등의 재질을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않고, 상기 전극층(제1 전극(202)과 제2 전극(202))의 센싱 기능을 유지하면서 화학 물질이 전극층으로 침투하여 상기 전극층이 손상되는 것을 방지하는 기능을 가지는 재질이면 무방하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 누액 센서(200)는 전극층(제1 전극(202)과 제2 전극(202))의 상부에 보호필름층(205)이 형성되어 비접촉식으로 누액을 센싱하도록 구성되기 때문에 상기 전극층(202,203)의 보호가 가능하여 재사용이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200)는 상기 보호필름층(205)의 두께가 상기 전극층(202,203)의 상부에 형성된 중앙부 보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부(204)가 더 두껍게 형성됨으로써, 상기 전극층(202,203)의 상부 위치에 요홈 형상이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200)는 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이 누액 발생시 액적이 보호필름층(205)의 표면에서 흘러내리지 않고 중앙부, 즉 전극층(202,203)의 상부 위치로 모이게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200)는 소량의 누액이 발생되는 경우에도 액적이 전극부 상부로 모여 측정하는 액적의 두께가 두꺼워짐으로써 정전 용량의 변화량이 증가되기 때문에 센서의 감지 정밀도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 보호필름층(205)의 테두리부(204)는 중앙부와 동일한 재질로 이루어질 수도 있으나, 본 실시예의 다른 변형예로서 상기 테두리부(204)가 내화학성 소수성 재질로 형성되거나 상부면에 내화학성 소수성 재질의 코팅층을 더 포함하도록 구성될 수도 있다.
본 실시예에서는 일예로서 상기 보호필름층(205)의 테두리부(204)가 내화학성 소수성(발수성) 재질인 테프론 재질로 형성되도록 구성하였는데, 이 경우 테두리부(204)를 형성하는 소수성 재질의 물을 밀어내는 성질에 의하여 물 성분을 포함한 누액이 상기 보호필름층(205)의 전극부의 상부(즉, 보호필름의 중앙부)에 보다 집중적으로 모여지도록 하는 효과를 추가적으로 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따라, 상기 보호필름층(205)의 상기 전극층(202,203) 상부의 중앙부보다 상기 테두리부(204)가 더 두껍게 형성됨으로써, 센싱되는 액적은 상기 보호필름층(205)상의 전극층(202,203)의 상부에 1차적으로 고이게 되며, 추가적으로 보호필름층(205)의 상기 테두리부(204)의 내화학성 소수성 재질의 물을 밀어내는 성질에 의해 액적(L)이 도 3b와 같이 전극이 배치된 검지 영역에 더 두껍게 모아짐으로써 정전용량 변화가 크게 발생하여 누액 감지 정밀도가 상승하게 된다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서가 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 도 4와 같이 본 발명의 비접촉식 누액 센서(200)는 화학용액이 저장되어 있는 저장탱크(300)에 연결된 공급관(301) 및 관연결부(302)의 하부에 설치되는데, 이 때 하부에 누액 받이(400)를 구비하고, 상기 누액 받이(400) 내의 센서 거치용 하우징(401)에 비접촉식 누액 센서(200)가 위치된다.
도 5는 본 발명의 상기 센서 거치용 하우징(401) 내부에 비접촉식 누액 센서(200)의 설치 형태를 더 상세히 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비접촉식 누액 센서(200)는 상기 센서 거치용 하우징(401)내부에 지면에 평행하도록 거치되며, 상기 비접촉식 누액 센서(200)와 연결된 컨트롤러(206)에 의해 조정되는 구조를 가진다.
다음으로 도 6과 도 7에서 본 발명의 제2 실시예를 설명하기로 한다. 본 발명의 제 2 실시예에서는 도 6에서 나타낸 바와 같이, 상기 비접촉식 누액 센서(200)의 컨트롤러(206)와 연결된 회동 장치(402)를 상기 누액 센서 하우징(401)의 일측에 구비함으로써, 상기 비접촉식 누액 센서(200)를 회동 가능한 구조를 가진다. 상기 제2 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200)의 세부 구조에 대하여 도 7 에서 자세히 도시하였다.
상기 도 7에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200) 구조를 살펴보면, 상기 비접촉식 누액 센서(200)는 센싱 영역(즉, 전극층(202,203), 보호필름층(205), 테두리부(204) 및 소수성 재질층)을 베이스 필름층(201)의 상부면과 하부면에 동일하게 형성한 구조를 가진다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200)는 상기 베이스 필름층(201)의 상부에 전극층(202, 203), 상기 전극층(202, 203)을 커버하기 위한 베이스 필름 상부의 보호필름층(205) 및 상기 보호필름층(205)은 전극부 상부에 형성된 중앙부보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부(204)가 더 두껍게 형성되고 형성되고, 이와 동일하게 베이스 필름층 하부에 전극층(202,203), 상기 전극층(202, 203)을 커버하기 위한 베이스 필름 하부의 보호필름층(205) 및 보호필름층(205)은 전극부 하부에 형성된 중앙부보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부(204)가 더 두껍게 형성되어, 상기 비접촉식 누액 센서(200)의 회동에 의해 상하부가 바뀌더라도 동일하게 누액을 센싱 가능한 구조를 가진다.
또한, 회동 기능을 구현하기 위해, 상기 누액 센서 거치용 하우징(401)의 일측에 상기 회동 장치(402)를 설치할 수 있으며, 상기 회동 장치(402)는 회동장치 하우징(402a)의 내부에 회동자(402b), 회동축(402c), 통신부(402d)를 구비할 수 있다.
상기의 구조에 따라, 상기 회동 장치(402)의 회동자(402b)는 회동 운동을 구현하고, 상기 회동자(402b)와 비접촉식 누액 센서(200)를 조정하기 위한 컨트롤러(206)가 상기 회동축(402c)에 의해 물리적으로 연결되어 상기 비접촉식 누액 센서(200)를 회동시키도록 할 수 있다.
또한, 상기 회동 장치(402)의 통신부(402d)는 상기 비접촉식 누액 센서(200)의 컨트롤러(206)와 통신 또는 외부 제어신호와의 통신에 의해 상기의 회동 운동을 조절할 수 있다.
이러한 회동 장치(402) 구조는 상기 예에 한정되지 않고, 상기 비접촉식 누액 센서(200) 회동을 효율적으로 구현할 수 있는 구조이면 어떠한 방식이든 적용 가능하다.
추가적으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 비접촉식 누액 센서(200)는 누액의 감지 효율 및 감지 정밀도를 높이고, 누액 감지 오류 발생을 최소화 시킬 수 있도록 더 동작 가능하다.
예를 들면, 상기 비접촉식 누액 센서(200)의 상부면에서 1차적으로 누액이 감지된 경우 상기 비접촉식 누액 센서(200)를 회동시키고, 정해진 시간내에 상기 비접촉식 누액 센서(200)의 하부면에서도 2차적으로 누액이 감지될 경우 경보를 발생시킴으로써 상기 비접촉식 누액 센서의 누액 감지 오류 발생을 최소화 시키도록 동작 할 수 있다.
상기 회동 장치(402)의 구현예로써, 본 발명의 제2 실시예인 상하부면에 동일하게 누액을 센싱하는 비접촉식 센서 구조(200)에 적용 가능한 예를 설명하였으나, 상기 회동 장치(402)의 활용은 이에 한정하지 않으며, 본 발명의 제1 실시예와 같이 한쪽면에만 비접촉식 누액 센서(200)를 채택하고, 상기 회동 장치(402)의 회전을 통하여 누액을 떨어뜨린후 다시 비접촉식 누액 센서(200)의 센서면을 원위치 시켜 누액을 센싱하는 구조를 취할 수도 있다.
이와 같이, 상기 비접촉식 누액 센서(200)의 회동으로 검지영역에 모여진 누액이 하중에 의하여 하부로 떨어지기 때문에 센서의 재사용이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.
200 : 비접촉식 누액 센서 201 : 베이스 필름층
202 : 제1 전극 203 : 제2 전극
204 : 테두리부 205 : 보호필름층
L : 누액액적

Claims (6)

  1. 베이스 필름층;
    누액을 감지하기 위해 상기 베이스 필름층의 상부에 형성된 제1 전극층; 및
    상기 제1 전극층을 커버하도록 상기 베이스 필름층의 상부에 형성된 제1 보호필름층을 포함하되,
    상기 제1 보호필름층은 상기 제1 전극층의 상부에 형성된 중앙부 보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부의 두께가 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 누액 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호필름층은 PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate) 중 적어도 어느 하나를 포함한 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 누액 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호필름층의 상기 테두리부는 소수성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 누액 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 필름층의 하부에 형성된 제2 전극층;과
    상기 제2 전극층을 커버하도록 상기 베이스 필름층의 하부에 형성된 제2 보호필름층을 더 포함하고,
    상기 제2 보호필름층은 상기 제2 전극층의 하부에 형성된 중앙부 보다 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부의 두께가 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 누액 센서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    내부에 상기 비접촉식 누액 센서가 지면에 평행하도록 거치되는 누액 센서 거치용 하우징;과
    상기 누액 센서 거치용 하우징의 일측에 설치되어 상기 비접촉식 누액 센서를 회동시키는 회동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 누액 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비접촉식 누액 센서에서 누액이 감지된 경우, 상기 회동 장치는 외부 제어신호에 의해 상기 비접촉식 누액 센서를 회동시키는 것을 특징으로 하는 비접촉식 누액 센서.
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