KR20230010885A - 리크 감지 센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리크 감지 센서에 관한 것으로서, 물 또는 케미컬 누액을 감지할 수 있는 리크 감지 센서에 관한 것이다. 이를 위해 물 또는 케미컬 누액을 감지하도록 1차 사출성형에 의해 형성되는 누액 감지부, 누액 감지부와 2차 사출성형에 의해 서로 결합됨으로써 누액 감지부를 감싸도록 형성되는 보호 피복부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서가 개시된다.
Description
본 발명은 리크 감지 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물 또는 케미컬 누액을 감지할 수 있는 리크 감지 센서에 관한 것이다.
선행특허문헌 KR 10-2020-0028144(공개번호)에 개시된 누액 감지 센서 및 이를 이용한 거리 측정 장치는 감지부에 접촉된 누액을 감지하고, 센서의 한쪽 끝을 원점으로 감지부 표면에 떨어진 누액까지의 거리를 측정할 수 있는 장치로서 반도체 제조 공장에 배치되어 케미컬 누액을 감지하는 센서이다. 이러한 종래 기술은 케미컬 누액을 감지하는 제1,2,3 도전선(120,130,140)에 케미컬 누액이 직접 컨택함으로 도전선의 부식을 초래하는 문제점이 있다.
마찬가지로 선행특허문헌 KR 10-0909242에 개시된 기술도 케미컬 누액이 직접 전도성 라인층(400)에 닿기 때문에 전도성 라인층의 부식을 초래하는 동일한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 케미컬 누액을 감지하는 금속선에 케미컬 누액이 직접 컨택하지 않고 간접적으로 금속선의 보호필름을 통한 전자(electron) 이동을 통해 감지함으로써 금속선의 부식을 방지하는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 물 또는 케미컬 누액을 감지하도록 1차 사출성형에 의해 형성되는 누액 감지부, 누액 감지부와 2차 사출성형에 의해 서로 결합됨으로써 누액 감지부를 감싸도록 형성되는 보호 피복부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 보호 피복부는 누액이 누액 감지부로 흘러들어가도록 표면에 타공이 형성된다.
또한, 누액 감지부는 평행하게 일정 간격을 두고 배치되어 누액을 감지하는 복수의 누액감지 금속선, 타공으로부터 흘러들어온 누액과 직접 접촉하며, 누액감지 금속선이 누액과 직접 접촉하지 않도록 누액감지 금속선을 감싸는 전도성 피복부를 포함하며, 전도성 피복부는 보호 피복부와 2차 사출성형에 의해 서로 결합된다.
또한, 전도성 피복부는 불소수지 30 내지 50 중량%, 전도성 물질 20 내지 30 중량%, 가교제 10 내지 20 중량%, 필러 5 내지 10 중량%의 혼합물로 이루어지며, 보호 피복부는 불소수지로 이루어진다.
또한, 1차 사출성형 및 2차 사출성형에서의 성형 온도는 150도씨 내지 400도씨이며, 전도성 피복부의 불소수지의 녹는점은 보호 피복부의 불소수지의 녹는점에 비해 녹는점이 상대적으로 높다.
또한, 누액감지 금속선의 표면에 기공을 형성시키고, 형성된 기공으로 혼합물이 침투되어 누액감지 금속선과 전도성 피복부의 상호 간의 흡착 강도를 향상시키며, 기공의 임계 직경은 2 내지 5um이다.
또한, 1차 사출성형에 의해 누액감지 금속선과 고분자인 전도성 피복부의 사이 공간에 수소결합에 의해 메탈-폴리머 복합층이 형성됨으로써 이종재질 간의 흡착 강도를 향상시킨다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 케미컬 누액을 감지하는 금속선에 케미컬 누액이 직접 컨택하지 않고 간접적으로 금속선의 보호필름을 통한 전자(electron) 이동을 통해 감지함으로써 금속선의 부식을 방지하는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 리크 감지 센서를 대략적으로 도시한 도면이고,
도 3의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 누액 감지부를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 1차 사출성형으로 기공을 통해 누액감지 금속선과 전도성 피복부가 서로 결합되는 것을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 누액감지 금속선과 전도성 피복부의 사이 공간에 1차 사출성형으로 수소 결합된 메탈-폴리머 복합층이 형성된 것을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 리크 감지 센서를 대략적으로 도시한 도면이고,
도 3의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 누액 감지부를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 1차 사출성형으로 기공을 통해 누액감지 금속선과 전도성 피복부가 서로 결합되는 것을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 누액감지 금속선과 전도성 피복부의 사이 공간에 1차 사출성형으로 수소 결합된 메탈-폴리머 복합층이 형성된 것을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 리크 감지 센서(10)는 물 또는 케미컬 누액을 감지하는 센서로서, 감지된 지점의 위치 및 누액 발생 거리를 별도의 제어기(도면 미도시)와 연동됨으로써 파악할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 리크 감지 센서(10)는 누액 감지부(100) 및 보호 피복부(200)를 포함한다.
누액 감지부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 누액감지 금속선(110,111,112,113,114)이 일정거리 떨어져 평행하게 배치되며 누액감지 금속선을 감싸는 전도성 피복부(120)를 포함한다. 떨어진 간격(d11,d12,d13)은 서로 간에 단락되지 않도록 바람직하게는 2mm 이상인 것이 좋다. 별도의 제어기는 복수의 누액감지 금속선(110)과 개별적으로 연결 접속되어 누액을 감지하고, 발생 위치 및 거리를 파악할 수 있다.
보호 피복부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 누액 감지부(100)를 보호하도록 누액 감지부(100)를 감싼다. 누액 감지부(100)는 1차 사출성형에 의해 형성되며, 보호 피복부(200)는 2차 사출성형에 의해 형성된다. 이때, 2차 사출성형에 의해 누액 감지부(100)와 보호 피복부(200)가 서로 접착 결합한다.
보호 피복부(200)의 표면에는 길이방향을 따라 기 정해진 간격을 두고 타공(201,202,203)이 형성된다. 타공은 보호 피복부(200)의 표면을 벗겨 냄으로써 형성할 수 있다. 누액이 발생되면, 누액은 보호 피복부(200)의 표면에 1차 접촉되면서 표면에 형성된 타공으로 흘러들어가게 되고, 타공으로 흘러들어간 누액은 내측에 마련된 누액 감지부(100)에 의해 2차적으로 접촉 감지된다.
도 2에 도시된 바와 같이 리크 감지 센서(10)의 전체 두께(d2)는 대략 20mm 미만으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이 누액 감지부(100)는 단면이 직사각형 형상이거나 원 형상으로 이루어질 수 있다. 누액 감지부(100)는 내측에 마련된 복수의 누액감지 금속선(110)과 누액감지 금속선(110)을 감싸는 전도성 피복부(120)를 포함한다. 누액 감지부(100)는 1차 사출성형에 의해 이루어진다. 한편, 보호 피복부(200)는 전도성 피복부(120)를 감싼다. 따라서 최 외각에 보호 피복부(200)가 위치하고, 보호 피복부(200)의 내측에 전도성 피복부(120)가 위치하며, 전도성 피복부(120)의 내측에 누액감지 금속선(110)이 위치한다.
누액감지 금속선(110)은 서로 평행하게 일정거리 떨어져 배치된 제1,2,3,4 누액감지 금속선(111,112,113,114)를 포함하며, 이하에서는 제1 누액감지 금속선(111)을 일예로 들어 설명하며, 다른 금속선은 제1 누액감지 금속선의 설명에 갈음하기로 한다.
누액감지 금속선(111)은 내식성이 우수한 니켈(Ni)과 크롬(Cr) 성분을 포함하는 니켈 크롬(Ni-Cr) 합금 또는 스테인리스강 합금 재질의 사각형 또는 원형 금속선을 사용한다. 누액감지 금속선(111)의 두께(d3,d4)는 대략 0.1 ~ 0.5mm인 것이 바람직하다.
전도성 피복부(120)는 누액감지 금속선(110)과 1차 사출성형에 의해 서로 결합하며, 2차 사출성형에 의해 전도성 피복부(120)는 보호 피복부(200)와 서로 접착 결합한다. 전도성 피복부(120)는 누액감지 금속선(110)을 누액 접촉에 의한 부식반응으로부터 보호하고, 2차 사출성형에서 보호 피복부(200)와의 접착력을 높이도록 한다. 특히, 전도성 피복부(121)는 주로 불소수지계의 혼합물로 이루어지므로 서로 이종재질인 금속선인 누액감지 금속선(110)과의 접착 강도를 향상시켜야 한다. 다만, 불소수지계로 이루어진 전도성 피복부(121)는 동종의 불소수지계로 이루어진 보호 피복부(200)와의 접착 결합은 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 전도성 피복부(120)는 보호 피복부(200)의 표면에 형성된 타공(201,202,203)으로 흘러들어온 누액과 2차적으로 접촉함으로써 누액감지 금속선(110)의 부식을 보호할 수 있다. 즉, 누액감지 금속선(110)은 흘러들어온 누액과 직접 접촉하지 않고 누액과 직접 접촉된 전도성 피복부(120)로부터 전자(electron)를 전달받아 간접적으로 누액을 감지한다.
전도성 피복부(120)는 불소수지계를 포함한 혼합물로 이루어진다. 일예로서 불소수지 30 내지 50 중량%, 전도성 물질 20 ~ 30 중량%, 가교제 10 ~ 20 중량%, 필러 5 ~ 10 중량%의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 함유량을 조금씩 달리 설정할 수 있다. 혼합물의 두께(d3,d4)는 대략 0.1mm 미만으로 하는 것이 바람직하다. 복수의 누액감지 금속선(110)을 상술한 혼합물로 둘러싸 1차 사출성형을 진행한다.
한편, 불소수지계는 일예로서 fluoroethylene propylene, perfluoroalkoxy alkane, ethylene tetrafluoroethylene 등이 사용될 수 있다.
전도성 물질은 일예로서 carbon black, graphene nanoplatelets, silver, copper 등이 사용될 수 있다. 이때, 전도성 물질은 누액과 직접 접촉하며, 상술한 바와 같이 누액감지 금속선(110)으로 전자(electron)를 전달하기 위해 포함된다.
가교제는 peroxide계열 혹은 polyolefin계열 등이 사용될 수 있다. 이때, 가교제는 불소수지 및 필러 성분 중 사슬구조의 고분자 물질이 서로 가교구조를 이루도록 제어하여 가교구조 사이 사이에 전도성 물질이 고정되어 전도성 피복을 구성하는 각 성분들이 균일하게 혼합 및 경화될 수 있도록 전도성 피복 조성에 가교제를 첨가한다.
필러는 graphite, polyethylene 등으로 이루어질 수 있다.
2차 사출성형에서는 1차 사출성형에서 제작한 누액 감지부(100)를 불소 수지계로 감싸 제작한다. 보호 피복부(200)의 2차 사출성형 재료는 PFA(perfluoroalkoxy alkane), PVDF 등의 불소 수지계를 이용한다. 보호 피복부(200)와 전도성 피복부(120)는 서로 동종의 재질이기 때문에 접착 결합력이 높다.
1차 사출성형 및 2차 사출성형의 온도는 150 ℃≤ T ≤ 400 ℃인 것이 바람직하며, 2차 사출성형 시에 1차 사출 물의 변형을 최소화하기 위해 1차 사출성형에서 사용되는 불소 수지계의 녹는점은 2차 사출성형에서 사용되는 불소 수지계의 녹는점보다 녹는 점이 높은 물질을 사용(2차 사출시 녹지 말아야 하기 때문)하는 것이 바람직하다.
한편, 서로 이종재질로 이루어진 금속 재질인 누액감지 금속선(111)과 불소 수지계의 고분자로 이루어진 전도성 피복부(120) 간의 결합 강도를 향상시킬 필요가 있다.
결합 강도를 향상시키기 위한 일예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 누액감지 금속선(111) 표면에 전처리 과정을 통해 기공(131)을 형성시키고, 1차 사출성형 시에 기공(131)으로 혼합물이 침투되어 전도성 피복(120)과 누액감지 금속선(111) 간의 흡착 강도를 향상시킬 수 있다. 이때, 기공(131)의 직경이 임계 직경(critical diameter) 이상인 경우에만 1차 사출 과정에서 혼합물이 침투될 수 있으며, 임계 직경(d5)은 대략 2 ~ 5um이다.
결합 강도를 향상시키기 위한 다른 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이 1차 사출성형에 의해 누액감지 금속선(111)의 표면층에 형성된 금속 산화물 또는 금속 수소화물과 전도성 피복부(120)의 혼합물 간의 수소결합에 의해 메탈-폴리머 복합층(132)이 형성된다. 누액감지 금속선(111)과 전도성 피복부(120)의 사이 공간에 형성된 수소 결합된 메탈-폴리머 복합층(132)은 이종재질 간의 결합력을 높일 수 있다. 즉, 금속과 고분자 이종물질 간의 접착력이 높고, 금속과 고분자 사이 치밀한 계면구조를 갖기 때문에 크랙(crack) 발생이 적어 센서의 내구성도 또한 높일 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
10 : 리크 감지 센서
100 : 누액 감지부
110 : 누액감지 금속선
111 : 제1 누액감지 금속선
112 : 제2 누액감지 금속선
113 : 제3 누액감지 금속선
114 : 제4 누액감지 금속선
120 : 전도성 피복부
130 : 전도성 피복과 금속선의 흡착 강도 향상층
131 : 기공
132 : 메탈-폴리머 복합층
200 : 보호 피복부
201,202,203 : 타공
100 : 누액 감지부
110 : 누액감지 금속선
111 : 제1 누액감지 금속선
112 : 제2 누액감지 금속선
113 : 제3 누액감지 금속선
114 : 제4 누액감지 금속선
120 : 전도성 피복부
130 : 전도성 피복과 금속선의 흡착 강도 향상층
131 : 기공
132 : 메탈-폴리머 복합층
200 : 보호 피복부
201,202,203 : 타공
Claims (7)
- 물 또는 케미컬 누액을 감지하도록 1차 사출성형에 의해 형성되는 누액 감지부,
상기 누액 감지부와 2차 사출성형에 의해 서로 결합됨으로써 상기 누액 감지부를 감싸도록 형성되는 보호 피복부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보호 피복부는,
누액이 상기 누액 감지부로 흘러들어가도록 표면에 타공이 형성되는 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 누액 감지부는,
평행하게 일정 간격을 두고 배치되어 누액을 감지하는 복수의 누액감지 금속선,
상기 타공으로부터 흘러들어온 누액과 직접 접촉하며, 상기 누액감지 금속선이 누액과 직접 접촉하지 않도록 상기 누액감지 금속선을 감싸는 전도성 피복부를 포함하며,
상기 전도성 피복부는,
상기 보호 피복부와 2차 사출성형에 의해 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서.
- 제 3 항에 있어서,
상기 전도성 피복부는,
불소수지 30 내지 50 중량%, 전도성 물질 20 내지 30 중량%, 가교제 10 내지 20 중량%, 필러 5 내지 10 중량%의 혼합물로 이루어지며,
상기 보호 피복부는,
불소수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서.
- 제 4 항에 있어서,
1차 사출성형 및 2차 사출성형에서의 성형 온도는 150도씨 내지 400도씨이며,
상기 전도성 피복부의 불소수지의 녹는점은 상기 보호 피복부의 불소수지의 녹는점에 비해 녹는점이 상대적으로 높은 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서.
- 제 4 항에 있어서,
상기 누액감지 금속선의 표면에 기공을 형성시키고, 형성된 기공으로 상기 혼합물이 침투되어 상기 누액감지 금속선과 전도성 피복부의 상호 간의 흡착 강도를 향상시키며,
상기 기공의 임계 직경은 2 내지 5um인 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서.
- 제 3 항에 있어서,
1차 사출성형에 의해 상기 누액감지 금속선과 고분자인 전도성 피복부의 사이 공간에 수소결합에 의해 메탈-폴리머 복합층이 형성됨으로써 이종재질 간의 흡착 강도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 리크 감지 센서.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210091113A KR20230010885A (ko) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | 리크 감지 센서 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230010885A true KR20230010885A (ko) | 2023-01-20 |
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ID=85108668
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| KR1020210091113A KR20230010885A (ko) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | 리크 감지 센서 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR20230010885A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100909242B1 (ko) | 2008-04-24 | 2009-07-27 | (주)유민에쓰티 | 물성감지 리크센서 장치 |
| KR20200028144A (ko) | 2018-09-06 | 2020-03-16 | 플로우닉스 주식회사 | 누액 감지 센서 및 이를 이용한 거리 측정 장치 |
-
2021
- 2021-07-12 KR KR1020210091113A patent/KR20230010885A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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| KR20200028144A (ko) | 2018-09-06 | 2020-03-16 | 플로우닉스 주식회사 | 누액 감지 센서 및 이를 이용한 거리 측정 장치 |
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