KR20200134373A - 리크감지센서 및 이를 포함하는 복합 감지형 리크감지장치 - Google Patents

리크감지센서 및 이를 포함하는 복합 감지형 리크감지장치 Download PDF

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KR20200134373A
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Abstract

리크감지센서 및 이를 포함하는 복합 감지형 리크감지장치가 개시되어 있다.
이 중, 리크감지센서의 일실시예는 PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 가요성의 베이스 패드 및 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선은 화학물질과 접촉되지 않도록 절연체에 의해 감싸여져 있고 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 하는 리크감지센서로서, 상기 베이스 패드의 일면 및 타면에는 상기 제1, 2 도전선이 일부 노출되는 감지홈이 베이스 패드의 길이방향과 직교하는 방향 또는 사선방향으로 마련되되, 상기 일면의 감지홈과 타면의 감지홈은 서로 교호하게 배치된 것을 포함하는 한 것을 특징으로 한다.

Description

리크감지센서 및 이를 포함하는 복합 감지형 리크감지장치{A leak detection sensor and a composite detection leak detection apparatus including the same}
본 발명은 누출된 화학물질을 감지하는 리크감지센서 및 이를 포함하는 복합 감지형 리크감지장치에 관련한 것이다.
더 상세하게는 하나의 모듈에 분해전압을 감지하는 기능과, 저항변화를 감지하는 기능을 독립 또는 복합적으로 사용할 수 있는 리크감지센서 및 이를 포함하는 복합 감지형 리크감지장치에 관한 것이다.
화학물질은 원자들간의 결합의 형태에 따라 전기적으로 분해되는 정도가 달라진다. 이러한 화학물질에는 배위결합화합물, 공유결합화합물 및 이온결합화합물들이 있다.
이온결합화합물은 유해한 염산, 황산, 질산, 인산 황산나트륨 등과 같은 산성물질, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화세슘 등과 같은 알카리성물질 등이 전해질로서 산업현장에서 가장 많이 이용되고 있다. 이러한 이온결합화합물은 자체로는 전류가 흐르지 않기 때문에 전기에너지를 공급되어 비자발적인 반응을 이끌어내어, 각 전극에서 산화 환원 반응에 의해 분해가 일어난다. 이온결합 화합물은 (-)극(cathode)에서는 (+)이온이 환원되고, (+)극(anode)에서는 (-)이온이 산화된다. 그러나 화합물은 단순한 분해가 되지만, 혼합물의 경우는 이온화 경향이 높은 물질부터 분해가 먼저 일어난다.
이와 같이 많은 이온결합물질의 분해전압값(표 2 참조)은 표준환원전위값(표 1 참조)으로부터 물질의 분해를 요구하는 필요한 전류값 또는 전압값을 알 수 있다.
일반적으로 물질의 분해전압(DV)은 물의 분해전압보다 높은 상태에서 산화환원이 일어난다. 반면에 물의 기전력(분해전압)은 이론적으로 1.23V 이지만, 효과적인 분해전압은 1.7V 정도에서 산화환원반응이 일어난다.
그러나, 일부의 물질인 브롬산, 요오드산, 옥살산나트륨 및 질산은 등은 물의 분해전압 1.23V 보다 낮은 분해전압을 가하여야 산화환원반응이 일어난다. 따라서, 원자간의 이온화도가 큰 화학물질은 음이온과 양이온의 분리가 활발하게 진행되어 전류량에 따라 이온의 활성이 증가되어 낮은 분해전압에서도 산화환원반응이 쉽게 일어나게 된다.
반면, 순수한 물의 전기분해는 전극에 전류가 흐르더라도 이온화도가 낮아 산화환원반응이 잘 일어나지 않는다. 이러한 결과로 이온결합물질을 감지하는 리크감지센서는 해당 화학물질의 이온량에 따라 전류의 세기변화를 달라지기 때문에 누액농도의 정도를 구분할 수 있다.
산화환원반응은 전하가 움직일 때 일의 척도인 전위차(electric potential) 즉 기전력 (V, electromotive force)이 J(work)/C(charge) 이므로, E =
Figure pat00001
가 된다. E가 최대(max)상태일 때 -w max = qE max 와 같다. 이 때, q = nF (n은 몰수, q는 전하) 이므로 w max = -qE max = -nFE max 그리고 1F (faraday) = 1 mol e-의 전하량 = 96,485 C/mol e- 이다. 즉, 반응식 a A + n e- b B 에서
Figure pat00002
이므로
E o = 표준환원전위 (즉 A A = A B = 1)
R = 기체상수 [8.314510J/(Kmol) = 8.314510(VC)/(Kmol)]
T = 온도 (K)
n = 반쪽반응에 관여하는 전자수
F = Faraday 상수 (9.6485309Х104 C/mol)
A i = 화학종 i의 활동도
반응지수(reaction quotient) Q는 =
Figure pat00003
이다. Nernst 식에서 T=298.15K(25℃) 일 때, ln을 log로 바꾸면,
Figure pat00004
=
Figure pat00005
=
Figure pat00006
으로 주어진다. 이와 같이, 화학물질에 전류를 가하여 산화환원반응을 일으킬 때, 물질의 분해전압은 화학종의 활동도 또는 농도에 영향을 받는다.
Figure pat00007
물질들의 표준환원전위
Figure pat00008
화학물질의 또 다른 특성은 금속과 같은 금, 은, 알루미늄, 구리 등의 전기전도도를 갖는 물질에 비해 전기전도도의 성질이 매우 낮은 저항값을 갖는다. 공유결합물질은 원자가전자가 비슷한 원자들 사이에서는 전자를 주거나 얻어서 이온이 되기 어려우므로 각각 전자를 내 놓아서 전자쌍을 만들고 이 전자쌍을 공유하여 안정한 전자 배치를 이루는 결합된 물질이다.
따라서, 공유결합물질은 자유롭게 움직일 수 있는 전자나 이온이 없으므로 전기 전도성이 없는, 저항이 매우 높은 부도체에 가까운 물질이다(단, 흑연은 제외).
이에 반하여, 배위결합물질과 이온결합물질은 양이온과 음이온의 전정기적 인력에 의해 결합하여 형성된 물질이다. 이러한 물질들은 고체상태에서는 전기전도성을 나타나지 않지만, 용매에 녹아 양이온과 음이온으로 용해된 액체상태에서는 이온들이 자유롭게 이동하기 때문에 금속보다 전기 전도성이 낮게 나타난다. 산업현장에서 사용하고 있는 용매나 용액상태인 공유결합물질은 저항이 매우 높은 부도체이다. 그리고 용액상태의 배위결합물질과 이온결합물질들은 약간의 전기전도성을 갖지만 고유저항값이 높은 물질이다. 모든 물질은 그 물질이 갖는 고유한 전기 저항을 가지고 있으며, 같은 물질에 있어서도 그 모양에 따라 저항값이 달라진다. 물질에 대한 고유저항값은 단위는 [Ωm]으로 나타내며, 몇 가지 물질에 대한 고유저항은 표 3과 같다.
Figure pat00009
종래에는 넓게 분류되는 유해화학물질들을 오작동 없이 감지할 수 있는 리크감지센서가 제안된 바 없으므로 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
문헌 1 : 공개특허공보 제2018-0137625호 문헌 2 : 공개특허공보 제2018-0102249호
본 발명의 일 목적은 복합 감지형 리크감지장치에 적용할 수 있는 리크감지센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 누출된 화학물질을 감지하는데 있어서, 하나의 모듈에 분해전압 감지방식과 저항변화 감지방식을 독립적으로 또는 복합적으로 사용할 수 있도록 구성된 리크감지장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 가요성의 베이스 패드 및 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선은 화학물질과 접촉되지 않도록 절연체에 의해 감싸여져 있고 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 하는 리크감지센서로서, 상기 베이스 패드의 일면 및 타면에는 상기 제1, 2 도전선이 일부 노출되는 감지홈이 베이스 패드의 길이방향과 직교하는 방향 또는 사선방향으로 마련되되, 상기 일면의 감지홈과 타면의 감지홈은 서로 교호하게 배치된 것을 포함하는 리크감지센서가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 가요성의 베이스 패드 및 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선은 화학물질과 접촉되지 않도록 상기 베이스 패드 내에 매립되어 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 하는 리크감지센서로서, 상기 베이스 패드의 일면 및 타면에는 상기 제1, 2 도전선이 일부 노출되는 감지홈이 사선방향으로 마련되되, 상기 일면의 감지홈과 타면의 감지홈은 서로 교호하게 배치된 것을 포함하는 리크감지센서가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 가요성의 베이스 패드 및 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선은 화학물질과 접촉되지 않도록 상기 베이스 패드 내에 매립되어 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 하는 리크감지센서로서, 상기 베이스 패드에는 상기 제1, 2 도전선이 일부 노출되는 감지홀이 베이스 패드의 길이방향을 따라 배치된 것을 포함하는 리크감지센서가 제공된다.
바람직하게, 상기 제1-4 도전선은 금, 은, 스테인레스, 구리, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 니켈-구리, 니켈-크롬 합금, 텅스텐-몰리브덴 합금 중 선택된 어느 하나로 되고, 그 단면은 원형 또는 패드형으로 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기한 리크감지센서를 포함하며; 상기 리크감지센서와 접속된 채, 화학물질이 누출되었을 때 리크감지센서의 제1, 2 도전선에서의 분해전압(Decomposition Voltage)의 변화를 감지하여 화학물질의 누출여부를 감지하는 분해전압 감지부; 상기 리크감지센서와 접속된 채, 화학물질이 누출되었을 때 제1, 2 도전선에서의 저항변화를 감지하여 화학물질의 누출여부를 감지하는 저항 감지부; 상기 분해전압 감지부, 저항 감지부 중 어느 하나가 작동되도록 하거나, 상기 분해전압 감지부 및 저항 감지부가 모두 작동되도록 선택 제어하는 감지 전환부;로 이루어진 리크감지모듈을 더 포함하는 복합 감지형 리크감지장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 리크감지모듈은 제1 접속단자와 제2 접속단자가 마련되며,상기 리크감지센서는 상기 제1 접속단자와 접속되어 상기 분해전압 감지부와 연결되는 제1 리크감지센서와, 상기 제2 접속단자와 접속되어 상기 저항 감지부와 연결되는 제2 리크감지센서로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 리크감지센서의 제1, 2 도전선은 상기 리크감지모듈의 제1 접속단자에 연결되고, 제3, 4 도전선은 이들 말단부를 서로 연결한 채 상기 제1 접속단자와 연결되고, 상기 제2 리크감지센서의 제1, 2 도전선은 말단부를 막대저항에 의해 서로 연결한 채 상기 리크감지모듈의 제2 접속단자에 연결되고, 제3, 4 도전선도 막대저항에 의해 서로 연결한 채 상기 리크감지모듈의 제2 접속단자와 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 리크감지모듈은, 상기 분해전압 감지부의 감지결과 값인 전류변화 및 전압변화값과, 상기 저항 감지부의 감지결과 값인 저항 및 전압 변화값을 동시에 또는 어느 하나만 출력하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 분해전압 감지부에서 감지된 전류변화 및 전압변화값이 설정범위 이상이 되거나, 상기 저항 감지부에서 감지된 저항 및 전압 변화값이 설정범위 이상이 되면 상기 리크감지모듈의 전원을 차단하는 전원차단부를 더 포함하며, 상기 전류변화 및 전압변화값이 설정된 범위 이상이 되거나, 저항 및 전압 변화값이 설정된 범위 이상이 되면 경고음이나 경고광을 출력하는 스피커 또는 경광등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 리크감지센서는 상·하면에 모세관 효과를 고려한 감지홈이 일정 간격으로 마련되어 화학물질의 누출감지 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리크감지센서는 유연소재로 이루어져 굽힘 설치가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 리크감지센서는 내화학성, 내산화성 및 내부식성 높은 재질로 이루어져 반영구적으로 사용 가능하다.
본 발명에 따른 리크감지장치는 화학물질에 따라 분해전압 감지방식, 저항변화 감지방식을 독립적 또는 복합적으로 적용할 수 있어서 저항, 전압 및 전류에 의해 이온화 경향이 높은 물질부터 낮은 물질까지 감지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 리크감지센서의 제1 실시예
도 2는 도 1의 A-A선 단면도
도 3은 본 발명에 따른 리크감지센서의 제2 실시예
도 4는 도 3의 B-B선 단면도
도 5는 본 발명에 따른 리크감지센서의 제3 실시예
도 6은 도 5의 C-C선 단면도
도 7은 본 발명에 따른 리크감지센서의 제4 실시예
도 8은 도 7의 D-D선 단면도
도 9는 본 발명에 따른 리크감지모듈과 리크감지센서의 결선도
도 10은 도 9에 대한 간략한 회로도
본 발명은 이온결합물질을 감지하기 위한 복합 감지형 리크감지장치로 다양한 형태로 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 구성 요소가 다른 구성 요소 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 경우, 이는 다른 구성 요소 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 있는 경우도 포함할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반대로, 어떤 구성 요소가 다른 부분 "바로 위에" 있다고 하는 경우에는 중간에 또 다른 부분이 없는 것을 뜻한다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 감지형 리크감지장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 리크감지센서의 제1 실시예, 도 2는 도 1의 종단면도, 도 3은 본 발명에 따른 리크감지센서의 제2 실시예, 도 4는 도 3의 종단면도, 도 5는 본 발명에 따른 리크감지센서의 제3 실시예, 도 6은 도 5의 종단면도, 도 7은 본 발명에 따른 리크감지센서의 제4 실시예, 도 8은 도 7의 종단면도이다.
첨부도면과 같이, 본 발명에 따른 리크감지센서(100)는 4가지 실시예가 제시된다.
먼저, 제1 실시예의 리크감지센서(100)는 도 1 및 2에서와 같이, 베이스 패드(110)와, 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선(121~124)으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선(121,122)은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선(123,124)은 화학물질과 접촉되지 않도록 절연체에 의해 감싸여져 있고 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 한다.
상기 제1 실시예의 리크감지센서(100)는 상기 베이스 패드(110)의 일면 및 타면(도면상 상·하면)에 제1, 2 도전선(121,122)이 일부 노출되는 감지홈(111)이 베이스 패드(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 다수개 형성된 것을 특징으로 하고 있다.
상기 베이스 패드(110)는 PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 유연소재로 이루어져 굽힘 설치가 가능하다.
또한, 상기 베이스 패드(110)의 일면에 형성된 감지홈(111)과 이면에 형성된 감지홈(111)은 베이스 패드(110)의 두께 및 강도를 고려하여 상면의 감지홈(111)과 하면의 감지홈(111)이 서로 교호하게 배치되도록 하는 것이 좋다. 상기 감지홈(111)은 모세관 효과로 인해 화학물질의 누출감지 기능을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 내지 4 도전선(121~124)은 금, 은, 스테인레스, 구리, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 니켈-구리, 니켈-크롬 합금, 텅스텐-몰리브덴 합금 중 선택된 어느 하나로 될 수 있고, 그 단면은 원형 또는 패드형으로 될 수 있다.
다음, 제2 실시예의 리크감지센서(100)는 도 3 및 4에서와 같이, 제1, 2 실시예와 모든 부분에서 대동소이하되, 감지홈(111)이 사선방향으로 형성된 것에 특징을 갖는다.
다음, 제3 실시예의 리크감지센서(100)는 도 5 및 6에서와 같이, 제1, 2 실시예와 유사하되, 상기 베이스 패드(110)의 일면 및 타면에 상기 제1, 2 도전선(121,122)이 일부 노출되는 감지홈(111)이 반사선방향으로 마련되고, 제3, 4 도전선(123,124)은 화학물질과 접촉되지 않도록 베이스 패드(110) 내에 매립된 구성을 가지며, 상기 이면의 감지홈(111)과 타면의 감지홈(111)은 서로 교호하게 배치된 것에 특징을 갖는다.
다음, 제4 실시예의 리크감지센서(100)는 도 7 및 8에서와 같이, 상기 베이스 패드(110)에 상기 제1, 2 도전선(111,112)이 일부 노출되도록 감지홀(112)이 베이스 패드(110)의 길이방향을 따라 배치되고, 제3, 4 도전선(123,124)은 화학물질과 접촉되지 않도록 베이스 패드(110) 내에 매립된 구성을 갖는다.
첨부된 도 9는 본 발명에 따른 리크감지모듈과 리크감지센서의 결선도, 도 10은 도 9에 대한 간략한 회로도이다.
첨부도면과 같이, 본 발명에 따른 리크감지장치(300)는 상기한 리크감지센서(100)를 포함하고, 상기 리크감지센서와 접속단자를 통해 접속되어 리크감지센서에서 감지된 감지신호에 의해 리크여부를 판단하는 본체 역할을 하는 리크감지모듈(200)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 리크감지모듈(200)의 접속단자는 제1, 2 접속단자(201,202)로 구성되되, 상기 제1 접속단자(201)에는 리크감지센서(100)의 제1, 2 도전선(121,122)이 접속되며, 제2 접속단자(202)에는 리크감지센서(100)의 제3, 4 도전선(123,124)이 접속된다.
상기 리크감지모듈(200)은 상기 리크감지센서와 접속된 채, 화학물질이 누출되었을 때 리크감지센서(100)의 제1, 2 도전선(121,122)에서의 분해전압(Decomposition Voltage)의 변화를 감지하여 화학물질의 누출여부를 감지하는 분해전압 감지부(210)와, 상기 리크감지센서(100)와 접속된 채, 화학물질이 누출되었을 때 제1, 2 도전선(121,122)에서의 저항변화를 감지하여 화학물질의 누출여부를 감지하는 저항 감지부(220)와, 상기 분해전압 감지부(210), 저항 감지부(220) 중 어느 하나가 작동되도록 하거나, 상기 분해전압 감지부(210) 및 저항 감지부(220)가 모두 작동되도록 선택 제어하는 감지 전환부(230);로 구성될 수 있다.
먼저, 상기 분해전압 감지부(210)에 의하여 화학물질을 감지할 때는 리크감지센서(100)의 네 도전선중 시작점의 제1~4 도전선(121~124)을 리크감지모듈(200)의 제1, 2 접속단자(201,202)에 각각 연결한다. 이후, 전원공급부(260:도 10에 표기됨)로부터 220V의 고전압이 공급되면 리크감지모듈의 종속요소인 전류 및 전압제어부가 DC 24V이하로 출력되도록 제어하고, 또한 종속요소인 전류 및 전압증폭부에서 리크감지센서에 접촉된 화학물질의 분해 전압값(6V 이하)이 되도록 순환식 가변저항조절부에서 저항값을 조절함으로써 리크감지센서에 흐르는 전류세기에 따라 화학물질이 산화환원반응과 동시에 기포를 발생하게 된다. 여기서, 분해전압에 의해 리크감지센서(100)의 도전선이 손상되지 않도록 +전극과 -전극을 수 초마다 변경되도록 설정하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 저항 감지부(220)에 의하여 화학물질을 감지할 때는 리크감지모듈(200)의 제2 접속단자(202)에 리크감지센서(100)의 네 도전선을 연결한다.
이때, 리크감지센서(100)의 감지도전선인 제1, 2 도전선(121,122)과, 저항변화를 비교하기 위한 보조도전선인 제3, 4 도전선(123,124)은 막대저항을 매개로 상기 제2 접속단자(202)에 모두 연결한다.
이후, 전원 220V가 공급되면 전압 및 전류제어부가 DC 24V로 변환하고 이를 리크감지모듈(200)의 종속요소인 저항 및 전압제어부에 전류 및 전압(5V 이하)을 리크감지센서(100)에 인가하게 된다.
그런 다음, 누출되는 화학물질의 고유저항을 고려하여 리크감지센서(100)에 접촉되는 화학물질의 양과 종류에 따라 도전선의 저항변화가 달라지기 때문에 종속요소인 순환식 가변저항 조절부로 조절하고, 연결된 도전선 전체의 저항값과 접촉된 화학물질의 저항값을 비교하여 1 ~ 30% 이내로 저항변화율 설정부로 set-up 하여 리크감지센서(100)에 접촉한 화학물질을 감지하게 되는 것이다.
한편, 상기 리크감지모듈(200)은 상기 분해전압 감지부(210)에서 감지된 전류변화 및 전압변화값이 설정범위 이상이 되거나, 상기 저항 감지부(220)에서 감지된 저항 및 전압 변화값이 설정범위 이상이 되면 상기 리크감지모듈의 전원을 차단하는 전원차단부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리크감지모듈(200)은 리크감지센서(100)와 누출화학물질의 접촉에 따라 전류변화 및 전압변화값이 설정된 범위 이상이 되거나, 저항 및 전압 변화값이 설정된 범위 이상이 되면 경고음이나 경고광을 출력하는 스피커 또는 경광등(경고신호부:230)을 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 경고신호부(LED 및 알람)는 누출화학물질 접촉에 의한 신호를 나타내기도 하지만, 종단지점의 끊어진 일부의 도전선으로 모듈부와 센서부를 연결하였을 때, Power, Broken, Leak 기능이 나타나도록 한다. 종단이 끊어진 두 도전선을 연결한 리크감지모듈로는 Power on-off 기능과 Leak 기능을 나타낼 수 가 있지만, Broken의 상태를 리크감지모듈에 적용할 수 없는 단점을 해결하기 위해서 이다.
그리고, 상기 리크감지모듈(200)은 계속된 전원공급으로 접촉된 화학물질에 의해 리크감지센서(100)가 더 이상 손상되지 않게 하는 것과, 리크감지센서(100)로 인한 리크감지모듈(200)의 안전성을 확보하기 위하여 리셋기능을 가질 수 있다.
또한, 상기 리크감지모듈(200)은 상기 분해전압 감지부(210)의 감지결과 값인 전류변화 및 전압변화값과, 상기 저항 감지부(220)의 감지결과 값인 저항 및 전압 변화값을 동시에 또는 어느 하나만 출력하는 디스플레이부(240)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리크감지모듈(200)은 이러한 화학물질 누출로 인한 경고음이나 경고등의 신호를 외부의 담당자에게 전달될 수 있도록 485통신 및 무선통신 등이 가능하도록 통신연결부(250)를 가질 수 있다.
이상의 본 발명은 누출된 화학물질을 감지하는데 있어서, 하나의 모듈로 저항변화를 감지하는 기능, 분해전압을 감지하는 기능이 가능한 리크감지모듈에 리크감지센서를 연결하고, 이들 감지방식을 독립적으로, 복합적으로 또는 동시적으로 사용할 수 있으므로 저항, 전압 및 전류에 의해 이온화 경향이 높은 물질부터 낮은 물질까지 감지할 수 있어서 누출되는 화학물질의 감지범위가 넓다는 장점을 갖는다.
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.
100 : 리크감지센서 110 : 베이스 패드
111 : 감지홈 112 : 감지홀
121~124 : 제1~4 도전선 200 : 리크감지모듈
201 : 제1 접속단자 202 : 제2 접속단자
210 : 분해전압 감지부 220 : 저항 감지부

Claims (9)

  1. PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 가요성의 베이스 패드 및 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선은 화학물질과 접촉되지 않도록 절연체에 의해 감싸여져 있고 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 하는 리크감지센서로서,
    상기 베이스 패드의 일면 및 타면에는 상기 제1, 2 도전선이 일부 노출되는 감지홈이 베이스 패드의 길이방향과 직교하는 방향 또는 사선방향으로 마련되되, 상기 일면의 감지홈과 타면의 감지홈은 서로 교호하게 배치된 것을 포함하는 리크감지센서.
  2. PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 가요성의 베이스 패드 및 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선은 화학물질과 접촉되지 않도록 상기 베이스 패드 내에 매립되어 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 하는 리크감지센서로서,
    상기 베이스 패드의 일면 및 타면에는 상기 제1, 2 도전선이 일부 노출되는 감지홈이 사선방향으로 마련되되, 상기 일면의 감지홈과 타면의 감지홈은 서로 교호하게 배치된 것을 포함하는 리크감지센서.
  3. PVC, PE, PP 중 선택된 어느 하나로 된 가요성의 베이스 패드 및 상기 베이스 패드의 폭방향으로 나란하게 매립되는 제1-4 도전선으로 구성되며, 이 중 제1, 2 도전선은 누출되는 화학물질과 접촉됨에 따라 화학물질의 누출을 감지하는 감지도전선이고, 제3, 4 도전선은 화학물질과 접촉되지 않도록 상기 베이스 패드 내에 매립되어 전원의 연결여부와 저항변화를 감지하는 역할을 하는 리크감지센서로서,
    상기 베이스 패드에는 상기 제1, 2 도전선이 일부 노출되는 감지홀이 베이스 패드의 길이방향을 따라 배치된 것을 포함하는 리크감지센서.
  4. 청구항 1 내지 3 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-4 도전선은 금, 은, 스테인레스, 구리, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 니켈-구리, 니켈-크롬 합금, 텅스텐-몰리브덴 합금 중 선택된 어느 하나로 되고, 그 단면은 원형 또는 패드형으로 된 것을 특징으로 하는 리크감지센서.
  5. 상기 청구항 1 내지 3 중, 어느 한 항에 기재된 리크감지센서를 포함하며;
    상기 리크감지센서와 접속된 채, 화학물질이 누출되었을 때 리크감지센서의 제1, 2 도전선에서의 분해전압(Decomposition Voltage)의 변화를 감지하여 화학물질의 누출여부를 감지하는 분해전압 감지부; 상기 리크감지센서와 접속된 채, 화학물질이 누출되었을 때 제1, 2 도전선에서의 저항변화를 감지하여 화학물질의 누출여부를 감지하는 저항 감지부; 상기 분해전압 감지부, 저항 감지부 중 어느 하나가 작동되도록 하거나, 상기 분해전압 감지부 및 저항 감지부가 모두 작동되도록 선택 제어하는 감지 전환부;로 이루어진 리크감지모듈을 더 포함하는 복합 감지형 리크감지장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 리크감지모듈은 상기 리크감지센서의 제1, 2 도전선이 접속되는 제1 접속단자와, 상기 리크감지센서의 제3, 4 도전선이 접속되는 제2 접속단자가 마련된 것을 특징으로 하는 복합 감지형 리크감지장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 리크감지센서의 제1, 2 도전선은 상기 리크감지모듈의 제1 접속단자에 연결되고, 제3, 4 도전선은 이들 말단부를 서로 연결한 채 상기 제1 접속단자와 연결되고,
    상기 제2 리크감지센서의 제1, 2 도전선은 말단부를 막대저항에 의해 서로 연결한 채 상기 리크감지모듈의 제2 접속단자에 연결되고, 제3, 4 도전선도 막대저항에 의해 서로 연결한 채 상기 리크감지모듈의 제2 접속단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 복합 감지형 리크감지장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 리크감지모듈은,
    상기 분해전압 감지부의 감지결과 값인 전류변화 및 전압변화값과, 상기 저항 감지부의 감지결과 값인 저항 및 전압 변화값을 동시에 또는 어느 하나만 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 감지형 리크감지장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 분해전압 감지부에서 감지된 전류변화 및 전압변화값이 설정범위 이상이 되거나, 상기 저항 감지부에서 감지된 저항 및 전압 변화값이 설정범위 이상이 되면 상기 리크감지모듈의 전원을 차단하는 전원차단부를 더 포함하며,
    상기 전류변화 및 전압변화값이 설정된 범위 이상이 되거나, 저항 및 전압 변화값이 설정된 범위 이상이 되면 경고음이나 경고광을 출력하는 스피커 또는 경광등을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 감지형 리크감지장치.
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