KR20240044706A - Real-time digital pressure deviation and temperature measuring system for magnetic fluid vacuum seals - Google Patents

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KR20240044706A
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조정호
김한솔
이건호
한상우
전종호
한상준
탁우현
김태곤
유미리
정대준
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충북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템에 관한 것으로서, 특히 대기측에서 진공측으로 동력을 전달하기 위한 회전축을 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 내부공간에서 상기 회전축을 둘러싸는 한 쌍의 폴 피스(Pole Piece)와, 상기 폴 피스 사이에서 상기 회전축을 둘러싸는 영구자석과, 상기 영구자석의 자기력에 의해 상기 회전축과 폴 피스들 사이에서 구속되는 자성유체를 포함하는 자성유체 진공씰과; 상기 폴 피스 사이의 공간과 연통되도록 상기 하우징에 설치되어, 진공측과 대기측의 압력편차와 온도를 실시간으로 측정하는 압력편차 및 온도 측정센서와; 상기 압력편차 및 온도 측정센서에 의해 측정된 압력편차와 온도가 표시되는 디스플레이를 포함하는 제어부;로 구성되어, 압력편차가 어느 곳에서 발생했는지를 작업자들이 파악하여 신속한 후속조치를 취할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a real-time digital pressure deviation and temperature measurement system for a magnetic fluid vacuum seal, and in particular to a housing that accommodates a rotating shaft for transmitting power from the atmospheric side to the vacuum side, and a housing that surrounds the rotating shaft in the inner space of the housing. A ferrofluid vacuum seal comprising a pair of pole pieces, a permanent magnet surrounding the rotation axis between the pole pieces, and magnetic fluid confined between the rotation axis and the pole pieces by the magnetic force of the permanent magnets. class; a pressure deviation and temperature measurement sensor installed in the housing to communicate with the space between the pole pieces and measuring the pressure deviation and temperature between the vacuum side and the atmospheric side in real time; It consists of a control unit that includes a display that displays the pressure deviation and temperature measured by the pressure deviation and temperature measurement sensor, allowing workers to determine where the pressure deviation occurred and take prompt follow-up action. there is.

Description

자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템{Real-time digital pressure deviation and temperature measuring system for magnetic fluid vacuum seals}Real-time digital pressure deviation and temperature measuring system for magnetic fluid vacuum seals}

본 발명은 압력편차 및 온도 측정시스템에 관한 것으로서, 특히 실시간으로 대기측과 진공측의 압력편차와 온도를 측정하여 이를 외부에 표시할 수 있는 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure deviation and temperature measurement system, and in particular to a real-time digital pressure deviation and temperature measurement system for a magnetic fluid vacuum seal that can measure the pressure deviation and temperature between the atmospheric side and the vacuum side in real time and display them externally. It's about.

상대운동이 없는 정적인 두 면 사이의 공간은 오링, 가스켓 등을 이용하여 비교적 쉽게 밀봉할 수 있다. 그러나 회전축과 같이 상대운동이 발생하는 두 면 사이를 밀봉하는 것은 정적인 경우에 비해 고려해야 할 사항이 많고 어렵다.The space between two static surfaces without relative motion can be relatively easily sealed using O-rings, gaskets, etc. However, sealing between two surfaces where relative motion occurs, such as a rotating axis, requires more considerations and is more difficult than in the static case.

지금까지는 미케니컬씰, 립씰 등을 이용하여 회전축을 밀봉하는 방법이 흔히 사용되었다. 이와 같은 밀봉 방법에서는 회전축과 씰 사이에 고체마찰이 발생하게 되어 마모에 의한 분진이 발생하는 문제가 있다. Until now, methods of sealing the rotating shaft using mechanical seals, lip seals, etc. have been commonly used. In this type of sealing method, there is a problem in that solid friction occurs between the rotating shaft and the seal, thereby generating dust due to wear.

자성유체 진공씰('마그네틱씰'이라고도 함)은 이와 같은 단점이 극복된 씰로서, 회전축과 하우징 사이의 틈새를 자석에 붙는 유체인 자성유체를 사용하여 씰링한다. 즉 영구자석을 이용하여 자성유체를 틈새의 원하는 위치에 붙잡아 두는 것이다.A ferrofluid vacuum seal (also known as a 'magnetic seal') is a seal that overcomes these disadvantages and seals the gap between the rotating shaft and the housing using ferrofluid, a fluid that adheres to a magnet. In other words, a permanent magnet is used to hold the magnetic fluid at the desired position in the gap.

이와 같은 원리의 자성유체 진공씰은 고체마찰이 발생되지 않으므로 분진이 발생하지 않고 수명도 길다. 이러한 이유로 자성유체 진공씰은 높은 청정도가 요구되는 반도체 공정용 진공챔버 등에 상당히 많은 수가 독립적으로 사용되고 있다.Magnetic fluid vacuum seals based on this principle do not generate solid friction, so they do not generate dust and have a long lifespan. For this reason, ferrofluid vacuum seals are independently used in large numbers in vacuum chambers for semiconductor processes that require high cleanliness.

자성유체 진공씰은 영구자석, 폴 피스(Pole Piece), 회전축, 자성유체 및 이들을 내부에 수용하는 하우징으로 구성되는 것이 일반적이다.A ferrofluid vacuum seal generally consists of a permanent magnet, a pole piece, a rotating shaft, a ferrofluid, and a housing that accommodates them inside.

회전축에는 트렌치가 다수 형성되어 있으며, 영구자석의 N극으로부터 나온 자속은 트렌치의 이빨 부분과 폴 피스를 통해 영구자석의 S극으로 들어가면서 각 트렌치 이빨 끝부분과 폴 피스 사이에 자성유체가 구속 유지되도록 한다.A number of trenches are formed on the rotation axis, and the magnetic flux from the N pole of the permanent magnet enters the S pole of the permanent magnet through the teeth and pole pieces of the trench, so that the magnetic fluid is confined and maintained between the end of each trench tooth and the pole piece. do.

이러한 자성유체 진공씰은 앞서 기재한 대로 청정 환경이 요구되는 반도체 제조공정의 진공챔버 등에서 많이 사용되고 있는데, 온도, 하중, 충격, 진동 등과 같은 외부 환경요인에 의해 자성유체의 누설이 발생되면 대기측과 진공측의 압력편차가 발생하여 성능이 저하될 수 있다.As described above, these magnetic fluid vacuum seals are widely used in vacuum chambers of semiconductor manufacturing processes that require a clean environment. When magnetic fluid leakage occurs due to external environmental factors such as temperature, load, shock, and vibration, the air and Performance may deteriorate due to pressure deviation on the vacuum side.

이러한 자성유체 진공씰의 성능 저하를 실시간으로 감지하면 고장난 자성유체 진공씰의 부품을 교체하거나 수리함으로써 신속한 대처가 가능한데, 아직까지는 자성유체 진공씰의 성능 저하를 실시간으로 감지하는 것이 쉽지 않다.If the performance deterioration of the ferrofluid vacuum seal is detected in real time, it is possible to quickly respond by replacing or repairing the broken parts of the ferrofluid vacuum seal. However, it is not yet easy to detect the performance deterioration of the ferrofluid vacuum seal in real time.

공개특허 10-2018-0110596Public patent 10-2018-0110596

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대기측과 진공측의 압력편차와 온도를 실시간으로 측정하여 자성유체 진공씰에서 자성유체의 누설 등으로 대기측과 진공측의 압력편차가 발생되었음을 실시간으로 측정/감지함으로써 후속 대처를 신속하게 할 수 있는 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the problems of the prior art described above, and measures the pressure deviation and temperature between the atmospheric side and the vacuum side in real time to determine the pressure between the atmospheric side and the vacuum side due to leakage of magnetic fluid from the magnetic fluid vacuum seal. The purpose is to provide a real-time digital pressure deviation and temperature measurement system for magnetic fluid vacuum seals that can quickly take follow-up action by measuring/detecting the occurrence of deviation in real time.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템은 대기측에서 진공측으로 동력을 전달하기 위한 회전축을 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 내부공간에서 상기 회전축을 둘러싸는 한 쌍의 폴 피스(Pole Piece)와, 상기 폴 피스 사이에서 상기 회전축을 둘러싸는 영구자석과, 상기 영구자석의 자기력에 의해 상기 회전축과 폴 피스들 사이에서 구속되는 자성유체를 포함하는 자성유체 진공씰과; 상기 폴 피스 사이의 공간과 연통되도록 상기 하우징에 설치되어, 진공측과 대기측의 압력편차와 온도를 실시간으로 측정하는 압력편차 및 온도 측정센서와; 상기 압력편차 및 온도 측정센서에 의해 측정된 압력편차와 온도가 표시되는 디스플레이를 포함하는 제어부;로 구성된다.The real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal according to the present invention to solve the above problems includes a housing that accommodates a rotation axis for transmitting power from the atmospheric side to the vacuum side, and the rotation axis in the inner space of the housing. A pair of pole pieces surrounding a pole piece, a permanent magnet surrounding the rotation axis between the pole pieces, and a magnetic fluid restrained between the rotation axis and the pole pieces by the magnetic force of the permanent magnet. ferrofluid vacuum seal; a pressure deviation and temperature measurement sensor installed in the housing to communicate with the space between the pole pieces and measuring the pressure deviation and temperature between the vacuum side and the atmospheric side in real time; It consists of a control unit including a display that displays the pressure deviation and temperature measured by the pressure deviation and temperature measurement sensor.

여기에서, 상기 압력편차 및 온도 측정센서가 측정한 압력편차와 온도가 제어부에 기(旣) 설정된 값 이상일 경우 상기 제어부는 외부로 알람을 보낸다.Here, when the pressure deviation and temperature measured by the pressure deviation and temperature measuring sensor are greater than the values preset in the control unit, the control unit sends an alarm to the outside.

그리고, 상기 압력편차 및 온도 측정센서는 PCB에 실장되는 마이크로 컨트롤러와; 상기 마이크로 컨트롤러에 전원을 공급하는 전원선이 연결되는 전원선 연결단자와; 상기 마이크로 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 진공측과 대기측의 압력편차 및 온도를 측정하는 센서부와; 상기 디스플레이와 전기적으로 연결되는 신호선이 연결되는 디스플레이 신호선 연결단자와; 상기 센서부가 측정한 압력편차와 온도 함수 코드를 업로드하기 위한 업로드 단자;를 포함하여 구성된다.In addition, the pressure deviation and temperature measurement sensor includes a microcontroller mounted on a PCB; a power line connection terminal to which a power line that supplies power to the microcontroller is connected; a sensor unit electrically connected to the microcontroller and measuring pressure deviation and temperature between the vacuum side and the atmospheric side; a display signal line connection terminal to which a signal line electrically connected to the display is connected; It is configured to include; an upload terminal for uploading the pressure deviation and temperature function code measured by the sensor unit.

한편, 상기 압력편차 및 온도 측정센서는 장착캡에 부착되어 상기 하우징에 설치되되; 상기 장착캡은 상기 자성유체 진공씰의 하우징에 설치되고, 상기 폴 피스 사이의 공간과 연통되는 링 형태의 접속관과; 상기 접속관의 상단에 설치되고, 저면에 상기 압력편차 및 온도 측정센서가 부착되며, 상기 전원선과 신호선이 통과되는 관통홀이 형성된 원형 덮개;로 구성된다.Meanwhile, the pressure deviation and temperature measurement sensor is attached to a mounting cap and installed in the housing; The mounting cap is installed in the housing of the magnetic fluid vacuum seal and includes a ring-shaped connection pipe communicating with the space between the pole pieces; It is installed at the top of the connection pipe, the pressure deviation and temperature measurement sensor is attached to the bottom, and a circular cover is formed with a through hole through which the power line and signal line pass.

여기에서, 상기 접속관과 하우징은 나선결합된다.Here, the connection pipe and the housing are helically coupled.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템은 실시간으로 측정된 대기측과 진공측의 압력편차와 온도를 제어부가 디스플레이를 통해 외부에 표시함으로써, 압력편차가 어느 곳에서 발생했는지를 작업자들이 파악하여 신속한 후속조치를 취할 수 있을 뿐만 아니라, 자성유체 진공씰의 전반적인 상태를 작업자들이 예상하고 파악할 수 있어서 압력 편차 발생 전에 미리 대처를 할 수 있는 이점이 있다.The real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal of the present invention, configured as described above, displays the pressure deviation and temperature of the atmospheric side and the vacuum side measured in real time to the outside through the display by the control unit, thereby reducing the pressure deviation. Not only can workers determine where the problem occurred and take prompt follow-up measures, but they also have the advantage of being able to anticipate and understand the overall condition of the magnetic fluid vacuum seal, allowing them to take action in advance before pressure deviations occur.

도 1은 본 발명에 의한 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템을 보인 도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템의 장착캡을 보인 도.
도 4는 도 1에 도시된 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템의 압력편차 및 온도 측정센서를 보인 도.
도 5는 도 1에 도시된 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템의 초기 안정상태(a)와 자성유체 누설시 상태(b)를 보인 도.Figure 1 shows a real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of a magnetic fluid vacuum seal according to the present invention.
Figures 2 and 3 show the mounting cap of the real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal shown in Figure 1.
Figure 4 is a diagram showing the pressure deviation and temperature measurement sensor of the real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal shown in Figure 1.
Figure 5 is a diagram showing the initial stable state (a) and the state when magnetic fluid leaks (b) of the real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal shown in Figure 1.

이하, 본 발명에 의한 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a real-time digital pressure deviation and temperature measurement system for a magnetic fluid vacuum seal according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명에 의한 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템을 보인 도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템의 장착캡을 보인 도이며, 도 4는 도 1에 도시된 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템의 압력편차 및 온도 측정센서를 보인 도이다.Figure 1 is a diagram showing the real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal according to the present invention, and Figures 2 and 3 are diagrams of the real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal shown in Figure 1. This is a diagram showing the mounting cap, and FIG. 4 is a diagram showing the pressure deviation and temperature measurement sensor of the real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal shown in FIG. 1.

도 5는 도 1에 도시된 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템의 초기 안정상태(a)와 자성유체 누설시 상태(b)를 보인 도이다.FIG. 5 is a diagram showing the initial stable state (a) and the state (b) at the time of magnetic fluid leakage of the real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal shown in FIG. 1.

본 발명에 의한 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템은 자성유체 진공씰(100)과, 상기 자성유체 진공씰(100)에 설치되는 압력편차 및 온도 측정센서(200)와, 상기 압력편차 및 온도 측정센서(200)와 전기적으로 연결된 제어부(300)를 포함하여 구성된다.The real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the ferrofluid vacuum seal according to the present invention includes a ferrofluid vacuum seal 100, a pressure deviation and temperature measurement sensor 200 installed on the ferrofluid vacuum seal 100, and It is comprised of a pressure deviation and temperature measurement sensor 200 and a control unit 300 electrically connected.

상기 자성유체 진공씰(100)은 진공챔버에서 대기측의 동력을 진공측에 전달할 때 진공챔버의 진공상태를 유지하기 위하여 사용하는 것으로서, 대기측에서 진공측으로 동력을 전달하기 위한 회전축(110)을 수용하는 하우징(120)과, 상기 하우징(120) 내부에 설치되는 한 쌍의 폴 피스(Pole Piece,130)와, 상기 폴 피스(130) 사이에 설치되는 영구자석(140)과, 상기 회전축(110)과 폴 피스(130) 사이에서 구속되는 자성유체(150)를 포함하여 구성된다.The magnetic fluid vacuum seal 100 is used to maintain the vacuum state of the vacuum chamber when transmitting power from the atmospheric side to the vacuum side, and includes a rotating shaft 110 for transmitting power from the atmospheric side to the vacuum side. A housing 120 for receiving, a pair of pole pieces 130 installed inside the housing 120, a permanent magnet 140 installed between the pole pieces 130, and the rotation axis ( It is configured to include a magnetic fluid 150 restrained between 110) and the pole piece 130.

상기 회전축(110)은 대기측의 동력을 진공측에 전달하기 위해 하우징(120)을 관통한다. 이러한 회전축(110)의 외주면 중에서 폴 피스(130)에 둘러싸이는 부분에는 다수의 트렌치(trench,111)가 형성된다.The rotation shaft 110 penetrates the housing 120 to transmit power from the atmospheric side to the vacuum side. Among the outer peripheral surfaces of the rotation shaft 110, a plurality of trenches 111 are formed in a portion surrounded by the pole piece 130.

상기 하우징(120)은 회전축(110)을 수용하면서 진공챔버 측에 결합된다.The housing 120 accommodates the rotating shaft 110 and is coupled to the vacuum chamber.

상기 폴 피스(130)는 하우징(120) 내에 2개가 설치되는데, 일정거리 이격된 상태로 회전축(110)을 둘러싼다.Two pole pieces 130 are installed in the housing 120, and surround the rotation axis 110 at a certain distance apart.

상기 영구자석(140)은 폴 피스(130) 사이에서 회전축(110)을 둘러싼다.The permanent magnet 140 surrounds the rotation axis 110 between the pole pieces 130.

상기 자성유체(150)는 회전축(110)의 트렌치(111) 이빨 부분에 발라져 있는 것으로서, 영구자석(140)의 자기력에 의해 회전축(110)과 폴 피스(130)들 사이에서 링 형태를 유지하며 구속된다. The magnetic fluid 150 is applied to the teeth of the trench 111 of the rotating shaft 110, and maintains a ring shape between the rotating shaft 110 and the pole pieces 130 by the magnetic force of the permanent magnet 140. are arrested

자성유체 진공씰(100)이 위와 같이 구성되므로, 영구자석(140)의 N극으로부터 나온 자속(Magnetic flux)은 회전축(110)의 트렌치(111)의 이빨 부분과 폴 피스(130)를 통해 영구자석(140)의 S극으로 들어가면서 각 트렌치(111) 이빨 끝부분과 폴 피스(130) 사이에 자성유체(150)가 구속 유지되도록 한다.Since the ferrofluid vacuum seal 100 is configured as above, the magnetic flux from the N pole of the permanent magnet 140 is permanently transmitted through the tooth portion of the trench 111 and the pole piece 130 of the rotation axis 110. As it enters the S pole of the magnet 140, the magnetic fluid 150 is kept confined between the end of each trench 111 tooth and the pole piece 130.

상기 압력편차 및 온도 측정센서(200)는 폴 피스(130) 사이의 공간과 연통되도록 하우징(120)에 설치되어, 진공측과 대기측의 압력편차와 온도를 실시간으로 측정하는 것으로서, PCB(210)와, 상기 PCB(210)에 실장되면서 서로간에 전기적으로 연결되는 마이크로 컨트롤러(220), 전원선 연결단자(230), 센서부(240), 신호선 연결단자(250) 및 업로드 단자(260)를 포함하여 구성된다.The pressure deviation and temperature measurement sensor 200 is installed in the housing 120 to communicate with the space between the pole pieces 130, and measures the pressure deviation and temperature between the vacuum side and the atmospheric side in real time, and is used to measure the pressure deviation and temperature on the PCB (210). ) and a microcontroller 220, a power line connection terminal 230, a sensor unit 240, a signal line connection terminal 250, and an upload terminal 260 that are mounted on the PCB 210 and electrically connected to each other. It consists of:

상기 PCB(210)는 아두이노 시스템 기반의 단일 PCB를 적용하여 불필요한 회로를 제거하고 전원선(231) 및 신호선(251)과의 연결관계를 단순화시켜 설계를 용이하게 할 수 있도록 하였다.The PCB 210 uses a single PCB based on the Arduino system to eliminate unnecessary circuits and simplify the connection relationship with the power line 231 and signal line 251 to facilitate design.

상기 마이크로 컨트롤러(220)는 PCB(210)의 중앙에 설치된다.The microcontroller 220 is installed in the center of the PCB 210.

상기 전원선 연결단자(230)는 마이크로 컨트롤러(220)에 전원을 공급하는 전원선(231)이 설치된다.The power line connection terminal 230 is equipped with a power line 231 that supplies power to the microcontroller 220.

상기 센서부(240)는 마이크로 컨트롤러(220)와 전기적으로 연결되면서, 진공측과 대기측의 압력편차 및 온도를 측정한다. The sensor unit 240 is electrically connected to the microcontroller 220 and measures the pressure deviation and temperature between the vacuum side and the atmospheric side.

상기 신호선 연결단자(250)는 후술할 제어부(300)의 디스플레이(310)와 전기적으로 연결되는 신호선(251)이 설치된다.The signal line connection terminal 250 is provided with a signal line 251 that is electrically connected to the display 310 of the control unit 300, which will be described later.

상기 업로드 단자(260)는 센서부(240)가 측정한 압력편차와 온도 함수 코드를 마이크로 컨트롤러(220)에 업로드하기 위해 구비된다. 업로드 단자(260)를 통해 압력편차와 온도 함수 코드를 업로드하면, 마이크로 컨트롤러(220)는 업로드된 코드를 이용하여 실시간으로 측정된 압력편차와 온도를 디스플레이(310)를 통해 외부로 표시된다.The upload terminal 260 is provided to upload the pressure deviation and temperature function code measured by the sensor unit 240 to the microcontroller 220. When the pressure deviation and temperature function code is uploaded through the upload terminal 260, the microcontroller 220 externally displays the pressure deviation and temperature measured in real time using the uploaded code through the display 310.

여기서, 업로드한 코드는 대기측 압력을 기준이 되도록 설정하고 있어서 진공측 압력이 되어갈수록 대기측 압력에서 감소하므로 실시간으로 압력편차를 모니터링할 수 있다.Here, the uploaded code sets the atmospheric pressure as the standard, so the atmospheric pressure decreases as the vacuum pressure increases, so the pressure deviation can be monitored in real time.

한편, 압력편차 및 온도 측정센서(200)는 장착캡(400)에 부착된 상태로 하우징(120)에 설치된다.Meanwhile, the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 is installed in the housing 120 while attached to the mounting cap 400.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 장착캡(400)은 접속관(410)과, 상기 접속관(410)의 상단에 설치되는 원형 덮개(420)로 구성된다.In more detail, the mounting cap 400 consists of a connection pipe 410 and a circular cover 420 installed on the top of the connection pipe 410.

상기 접속관(410)은 일정한 직경을 갖는 링 형태로 형성되고, 자성유체 진공씰(100)의 하우징(120)에 설치되되 폴 피스(130) 사이의 공간과 연통되게 설치된다. 이러한 접속관(410)과 하우징(120)은 나선결합 방식으로 연결된다.The connection pipe 410 is formed in a ring shape with a constant diameter, and is installed in the housing 120 of the magnetic fluid vacuum seal 100 to communicate with the space between the pole pieces 130. This connection pipe 410 and the housing 120 are connected by a spiral coupling method.

상기 원형 덮개(420)는 저면에 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 부착된다. 이러한 원형 덮개(420)의 중앙에는 전원선(231)과 신호선(251)이 통과되는 관통홀(421)이 형성된다. 이렇게 관통홀(421)을 통과하는 전원선(231)과 신호선(251)은 제어부(300)와 전기적으로 연결된다.The circular cover 420 has a pressure deviation and temperature measurement sensor 200 attached to the bottom. A through hole 421 through which the power line 231 and the signal line 251 pass is formed in the center of the circular cover 420. In this way, the power line 231 and the signal line 251 passing through the through hole 421 are electrically connected to the control unit 300.

상기 제어부(300)는 압력편차 및 온도 측정센서(200)에 의해 측정된 압력편차와 온도가 표시되는 디스플레이(310)를 포함한다. 이러한 제어부(300)는 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 측정한 압력편차와 온도가 제어부(300)에 기(旣) 설정된 값 이상일 경우 제어부(300)는 외부로 알람을 보낸다.The control unit 300 includes a display 310 that displays the pressure deviation and temperature measured by the pressure deviation and temperature measurement sensor 200. The control unit 300 sends an alarm to the outside when the pressure deviation and temperature measured by the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 are higher than the preset values in the control unit 300.

자성유체 진공씰(100)은 진공분위기에서의 작업이 필요한 설비에 하나만 설치되는 것이 아니고 적게는 수개에서 많게는 수십 ~ 수백개까지 설치될 수 있는데, 이러한 다수의 자성유체 진공씰(100)에는 각각 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 설치된다. 그리고, 제어부(300)는 각각의 압력편차 및 온도 측정센서(200)와 전기적으로 연결되어 있어서 어느 압력편차 및 온도 측정센서(200)에서 신호가 오는지를 파악할 수 있다.The magnetic fluid vacuum seal (100) is not installed alone in equipment that requires work in a vacuum atmosphere, but can be installed from as few as several to as many as tens to hundreds. Each of these multiple magnetic fluid vacuum seals (100) has a pressure A deviation and temperature measurement sensor 200 is installed. In addition, the control unit 300 is electrically connected to each pressure deviation and temperature measurement sensor 200, so that it can determine which pressure deviation and temperature measurement sensor 200 the signal is coming from.

따라서, 설비 시스템에서 특정한 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 측정한 대기측과 진공측의 압력편차와 온도가 일정값을 넘으면 그때 발생된 신호가 제어부(300)로 전송되고, 제어부(300)는 어느 압력편차 및 온도 측정센서(200)에서 신호가 전송되었는지를 파악하여 부저나 점멸등 및 문자 전달과 같은 다양한 방법으로 사람들에게 알려줄 수 있도록 한다.Therefore, when the pressure deviation and temperature between the atmospheric side and the vacuum side measured by the specific pressure deviation and temperature measurement sensor 200 in the equipment system exceed a certain value, the signal generated at that time is transmitted to the control unit 300, and the control unit 300 determines from which pressure deviation and temperature measurement sensor 200 the signal was transmitted and informs people through various methods such as buzzers, flashing lights, and text messages.

더불어, 압력편차 및 온도 측정센서(200)에 의해 측정된 압력편차와 온도 측정값은 디스플레이(310)를 통해 실시간으로 외부로 표시되어 사람들이 실시간으로 그 값을 확인할 수 있도록 한다.In addition, the pressure deviation and temperature measurement values measured by the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 are displayed externally in real time through the display 310 so that people can check the values in real time.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템에 대해 간단히 설명하면 다음과 같다.The real-time digital pressure deviation and temperature measurement system of the magnetic fluid vacuum seal according to the present invention configured as described above will be briefly described as follows.

폴 피스(130) 사이의 공간(R)에 연통되도록 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 설치된 초기 안정 상태에서는, 영구자석(140)의 자기력에 의해 자성유체(150)가 회전축(110)의 트렌치(111) 끝부분과 폴 피스(130) 사이에서 링 형태를 유지함으로써 기밀 성능을 유지하여 대기측과 진공측 사이의 압력 편차가 발생되지 않도록 한다.In the initial stable state where the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 is installed to communicate with the space R between the pole pieces 130, the magnetic fluid 150 is moved to the rotation shaft 110 by the magnetic force of the permanent magnet 140. By maintaining the ring shape between the end of the trench 111 and the pole piece 130, airtight performance is maintained to prevent pressure deviation between the atmospheric side and the vacuum side.

이 상태를 유지하다가 점차 온도, 하중 등 가혹 환경에서 부하를 받게 되면 자성유체(150)가 손상을 받아 누설된다.If this state is maintained and gradually subjected to harsh environments such as temperature and load, the magnetic fluid 150 is damaged and leaks.

자성유체(150)가 누설되면 기밀 유지 성능이 저하되어 대기압 상태이던 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 설치된 폴 피스(130) 사이의 공간(R)이 점차 진공상태로 변화하게 되면서 압력편차가 발생된다.If the magnetic fluid 150 leaks, the airtightness performance deteriorates, and the space (R) between the pole pieces 130 where the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 is installed, which was at atmospheric pressure, gradually changes to a vacuum state, and the pressure deviation increases. occurs.

이렇게 폴 피스(130) 사이의 공간(R)이 점차 진공상태로 변화되면 압력편차 및 온도 측정센서(200)에 의해 실시간으로 측정되고 있던 압력편차와 온도값이 디스플레이(310)를 통해 실시간으로 노출되고, 압력편차와 온도의 측정값이 일정값 이상이 되면 제어부(300)는 알람을 방출한다.When the space R between the pole pieces 130 gradually changes to a vacuum state, the pressure deviation and temperature values being measured in real time by the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 are exposed in real time through the display 310. And, when the measured values of pressure deviation and temperature exceed a certain value, the control unit 300 emits an alarm.

따라서 작업자들은 다수의 압력편차 및 온도 측정센서(200) 중에서 어떤 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 설치된 부분에서 자성유체(150) 누설이 발생되었는지를 신속하게 파악할 수 있고, 이에 따라 후속조치를 취할 수 있다.Therefore, workers can quickly determine which of the multiple pressure deviation and temperature measurement sensors 200 is installed where the magnetic fluid 150 has leaked, and take follow-up measures accordingly. You can take it.

100: 자성유체 진공씰 110: 회전축
111: 트렌치 120: 하우징
130: 폴 피스 140: 영구자석
150: 자성유체 200: 압력편차 및 온도 측정센서
210: PCB 220: 마이크로 컨트롤러
230: 전원선 연결단자 231: 전원선
240: 센서부 250: 신호선 연결단자
251: 신호선 260: 업로드 단자
300: 제어부 310: 디스플레이
400: 장착캡 410: 접속관
420: 원형 덮개 421: 관통홀
R: 공간100: Magnetic fluid vacuum seal 110: Rotating shaft
111: trench 120: housing
130: Pole piece 140: Permanent magnet
150: Magnetic fluid 200: Pressure deviation and temperature measurement sensor
210: PCB 220: Microcontroller
230: Power line connection terminal 231: Power line
240: Sensor unit 250: Signal line connection terminal
251: signal line 260: upload terminal
300: Control unit 310: Display
400: Mounting cap 410: Connection pipe
420: Circular cover 421: Through hole
R: space

Claims (5)

대기측에서 진공측으로 동력을 전달하기 위한 회전축(110)을 수용하는 하우징(120)과, 상기 하우징(120)의 내부공간에서 상기 회전축(110)을 둘러싸는 한 쌍의 폴 피스(Pole Piece,130)와, 상기 폴 피스(130) 사이에서 상기 회전축(110)을 둘러싸는 영구자석(140)과, 상기 영구자석(140)의 자기력에 의해 상기 회전축(110)과 폴 피스(130)들 사이에서 구속되는 자성유체(150)를 포함하는 자성유체 진공씰(100)과;
상기 폴 피스(130) 사이의 공간과 연통되도록 상기 하우징(120)에 설치되어, 진공측과 대기측의 압력편차와 온도를 실시간으로 측정하는 압력편차 및 온도 측정센서(200)와;
상기 압력편차 및 온도 측정센서(200)에 의해 측정된 압력편차와 온도가 표시되는 디스플레이(310)를 포함하는 제어부(300);로 구성된 것을 특징으로 하는 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템.
A housing 120 that accommodates a rotating shaft 110 for transmitting power from the atmospheric side to the vacuum side, and a pair of pole pieces (Pole Piece, 130) surrounding the rotating shaft 110 in the inner space of the housing 120. ) and a permanent magnet 140 surrounding the rotation axis 110 between the pole pieces 130, and between the rotation axis 110 and the pole pieces 130 by the magnetic force of the permanent magnet 140. A magnetic fluid vacuum seal (100) containing a confined magnetic fluid (150);
a pressure deviation and temperature measurement sensor 200 installed in the housing 120 to communicate with the space between the pole pieces 130 and measuring the pressure deviation and temperature between the vacuum side and the atmospheric side in real time;
Real-time digital pressure deviation and temperature of the magnetic fluid vacuum seal, characterized in that it consists of a control unit 300 including a display 310 that displays the pressure deviation and temperature measured by the pressure deviation and temperature measurement sensor 200. Measurement system.
 청구항 1에 있어서,
상기 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 측정한 압력편차와 온도가 제어부(300)에 기(旣) 설정된 값 이상일 경우 상기 제어부(300)는 외부로 알람을 보내는 것을 특징으로 하는 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템.
In claim 1,
A magnetic fluid vacuum seal characterized in that when the pressure deviation and temperature measured by the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 are greater than the value previously set in the control unit 300, the control unit 300 sends an alarm to the outside. Real-time digital pressure deviation and temperature measurement system.
 청구항 1에 있어서,
상기 압력편차 및 온도 측정센서(200)는 PCB(210)에 실장되는 마이크로 컨트롤러(220)와;
상기 마이크로 컨트롤러(220)에 전원을 공급하는 전원선(231)이 연결되는 전원선 연결단자(230)와;
상기 마이크로 컨트롤러(220)와 전기적으로 연결되고, 진공측과 대기측의 압력편차 및 온도를 측정하는 센서부(240)와;
상기 디스플레이(310)와 전기적으로 연결되는 신호선(251)이 연결되는 디스플레이 신호선 연결단자(250)와;
상기 센서부(240)가 측정한 압력편차와 온도 함수 코드를 업로드하기 위한 업로드 단자(260);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템.
In claim 1,
The pressure deviation and temperature measurement sensor 200 includes a microcontroller 220 mounted on a PCB 210;
a power line connection terminal 230 to which a power line 231 that supplies power to the microcontroller 220 is connected;
a sensor unit 240 that is electrically connected to the microcontroller 220 and measures pressure deviation and temperature between the vacuum side and the atmospheric side;
a display signal line connection terminal 250 to which a signal line 251 electrically connected to the display 310 is connected;
A real-time digital pressure deviation and temperature measurement system for a magnetic fluid vacuum seal, comprising an upload terminal 260 for uploading the pressure deviation and temperature function code measured by the sensor unit 240.
 청구항 1에 있어서,
상기 압력편차 및 온도 측정센서(200)는 장착캡(400)에 부착되어 상기 하우징(120)에 설치되되,
상기 장착캡(400)은 상기 자성유체 진공씰(100)의 하우징(120)에 설치되고, 상기 폴 피스(130) 사이의 공간과 연통되는 링 형태의 접속관(410)과;
상기 접속관(410)의 상단에 설치되고, 저면에 상기 압력편차 및 온도 측정센서(200)가 부착되며, 상기 전원선(231)과 신호선(251)이 통과되는 관통홀(421)이 형성된 원형 덮개(420);로 구성된 것을 특징으로 하는 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템.
In claim 1,
The pressure deviation and temperature measurement sensor 200 is attached to the mounting cap 400 and installed in the housing 120,
The mounting cap 400 is installed in the housing 120 of the magnetic fluid vacuum seal 100 and includes a ring-shaped connection pipe 410 communicating with the space between the pole pieces 130;
It is installed at the top of the connection pipe 410, the pressure deviation and temperature measurement sensor 200 is attached to the bottom, and a circular through hole 421 through which the power line 231 and the signal line 251 pass is formed. A real-time digital pressure deviation and temperature measurement system for a magnetic fluid vacuum seal, characterized in that it consists of a cover (420).
 청구항 4에 있어서,
상기 접속관(410)과 하우징(120)은 나선결합되는 것을 특징으로 하는 자성유체 진공씰의 실시간 디지털 압력편차 및 온도 측정시스템.In claim 4,
A real-time digital pressure deviation and temperature measurement system for a magnetic fluid vacuum seal, wherein the connection pipe 410 and the housing 120 are spirally coupled.
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