WO2024063411A1 - 누액감지센서 - Google Patents

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WO2024063411A1
WO2024063411A1 PCT/KR2023/013418 KR2023013418W WO2024063411A1 WO 2024063411 A1 WO2024063411 A1 WO 2024063411A1 KR 2023013418 W KR2023013418 W KR 2023013418W WO 2024063411 A1 WO2024063411 A1 WO 2024063411A1
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WO
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sensing
graphene
leak detection
unit
sensitivity
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/013418
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Inventor
성백명
오성민
임근복
강원석
김종호
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(주)플로우테크
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Publication date
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    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M3/40—Investigating fluid-tightness of structures by using electric means, e.g. by observing electric discharges

Definitions

  • the present invention relates to a leak detection sensor, and in particular to a leak detection sensor that detects leaking liquid in a contact and non-contact manner and can detect not only conductive liquids but also non-conductive liquids.
  • Registered Patent No. 10-1965864 Liquid Leakage Detection Device
  • a liquid leak detection device that detects the detection signal of a non-contact sensing unit, which has the convenience of simply and conveniently measuring the presence or absence, and compares the detected signal to detect water leakage or leakage of all liquids or only specific liquids.
  • This prior art includes a circuit board; a housing having a space in which the circuit board is installed and a bracket for fixing it; A cap coupled to the housing and having a contact sensor installation groove formed on one surface of the housing and connected to a liquid guide groove and an inlet groove that guide the liquid to move faster; ' installed on the bottom of the cap ' or ' 'Contact sensor member of the shape; It is composed of a non-contact sensor member installed at the center of the contact sensor member on the bottom of the cap and consisting of an LED that emits a light source and a light receiving part that detects the emitted light.
  • the leaked liquid first senses the first leak by first sensing the liquid in contact with the contact sensor having the shape, and then detects the secondary leak by the non-contact sensor member. , since it takes time for the leaked liquid to move to the location of the non-contact sensor provided in the center after being sensed by the contact sensor, there is a problem that a quick alarm cannot be provided.
  • the present invention provides a plurality of non-contact sensing units close to the inner direction of a pair of contact sensing units in a perfect ring shape, thereby preventing leaked liquid from moving to the center portion of the bottom of the leak detection sensor.
  • the purpose is to provide a leak detection sensor that can quickly detect the leak condition even if it is not.
  • a contact sensing unit in which a pair of sensing electrodes in the form of a closed ring are installed at intervals from each other on the outer and inner sides;
  • It is characterized in that it is configured to include; a plurality of non-contact sensing units provided while maintaining a certain distance along the inner circumference of the contact sensing unit at positions spaced apart from each other in the inner direction.
  • a circuit part is provided inside the case, and if leakage is detected in the contact sensing part, the circuit part determines it as a leak of a conductive liquid, and if leakage is detected only in the non-contact sensing part, it determines it as a leak of a non-conductive liquid. It is characterized by
  • an input unit for adjusting the sensing sensitivity is provided on the upper surface of the case, and the circuit unit sets the sensing sensitivity of the contact sensing unit based on the value input through the input unit, and visually displays the adjusted sensing sensitivity.
  • a sensitivity display unit is provided, and this sensitivity display unit is provided with a lamp, segment, LCD, etc., and is configured to display the level of the set sensitivity.
  • circuit unit is characterized in that a function for adjusting the sensing sensitivity is activated by a code transmitted by wire or wirelessly.
  • the contact sensing part is characterized in that it is formed of graphene or a mixture of graphene and Teflon.
  • a fourth process of washing and precipitating graphene by replacing the graphene dispersion with water and then concentrating the graphene in a concentrator;
  • It is characterized in that it is manufactured by a sixth process of drying the freeze-dried graphene at high temperature.
  • the solvent is characterized by a mixture of sodium hydroxide (NaOH) and naphthalene to improve the dispersibility of graphene.
  • a filter that is made of a tube body, receives graphene dispersion under pressure from a pump on one side, and is clogged on the other side;
  • It is characterized by being composed of an external jacket that is installed surrounding the outer circumference of the filter and circulates the graphene dispersion liquid that has passed through the filter by a pump.
  • the leak detection sensor according to the present invention has the advantage of being able to detect conductive liquids, such as water, acidic solutions, alkaline solutions, and some organic solvents, and non-conductive liquids, such as oil and organic solvents, and also provides non-contact sensing. Having a plurality of parts has the advantage of being able to quickly detect leaks of non-conductive liquid.
  • the electrodes that make up the contact sensing unit are made of graphene, which is resistant to chemical solutions such as acids or alkalis, and thus has excellent chemical resistance and chemical resistance, enabling long-term use and reuse.
  • Figure 1 shows the structure of the leak detection sensor of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing the planar structure of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the bottom structure of the present invention.
  • Figure 4 shows one aspect of the present invention.
  • Figure 5 shows the exploded structure of the present invention.
  • Figures 6 to 9 are diagrams for explaining the form and installation process of the contact sensing unit.
  • Figure 10 is a block diagram of the circuit part.
  • Figure 11 shows the structure of a graphene concentrating device.
  • Figure 12 is a cross-sectional structural diagram of the concentrator.
  • Figure 1 is a diagram showing the structure of the leak detection sensor of the present invention
  • Figure 2 is a diagram showing the plan structure of the present invention
  • Figure 3 is a diagram showing the bottom structure of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing one side of the present invention
  • Figure 5 is a diagram showing the disassembled structure of the invention
  • Figures 6 to 9 are diagrams for explaining the form and installation process of the contact sensing unit.
  • FIG. 10 is a block diagram of the circuit part.
  • the liquid leak detection sensor of the present invention is provided with a case 100 in the form of a low-height cylinder.
  • the case 100 is made of a material that is not melted or deformed by an acid or alkaline solution. It is preferable, and for this purpose, various materials such as PFA (Perfluoroalkoxy), PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethylene), FEP (Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer), and ETFE (Edthylene Tetra Fluoro Ethylene), which have chemical resistance or chemical resistance, can be used.
  • PFA Perfluoroalkoxy
  • PTFE Poly Tetra Fluoro Ethylene
  • FEP Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer
  • ETFE Edthylene Tetra Fluoro Ethylene
  • This case 100 is provided with a cylindrical body 101 with an open top and a cover 102 to airtightly cover the open area.
  • a power supply is provided to one side of the body 101,
  • a cable inlet 130 is formed into which a cable for transmitting a sensing signal, etc. is inserted, and support legs 103 are formed to protrude downward at regular intervals around the edge of the bottom, thereby supporting the lower part of the main body 101. By allowing the surface to be spaced from the bottom, leaking liquid can flow into the lower part.
  • the upper surface of the cover 102 has a structure in which the edge portion slopes downward, so that leaked liquid falling from the upper side is guided downward along the inclined portion and easily flows into the lower portion of the main body 101.
  • the input and display unit 140 is provided on the flat area excluding the inclined area.
  • the input and display unit 140 has an input unit 141, a status display unit 142, and a sensitivity display unit 143.
  • the input unit 141 inputs various modes such as sensing sensitivity adjustment and output change. It is possible to do so, and input for reset is also possible.
  • the status display unit 142 displays the state of leakage and displays mode states such as sensing sensitivity or output change mode.
  • the sensitivity display unit 143 allows the adjusted sensing sensitivity to be visually displayed when adjusting the sensing sensitivity. It can display the size of the adjusted sensitivity by the number of lights in the multi-stage bar-shaped LED.
  • the sensitivity display unit 143 will be capable of being displayed in various forms such as numbers displayed by lamps, segments, LCD, etc.
  • the anchor bolt 120 is inserted into the fastening hole 110 formed in the cover 102 and the main body 101 and fastened to the floor where the leak detection sensor of the present invention is installed to stably fix the leak detection sensor.
  • the lower part of the support leg part 103 comes into contact with the floor to support the main body 101, and the support leg part 103 creates a space between the bottom part of the main body 101 and the bottom part. As this is formed, liquid leaking through the space flows in, making sensing possible.
  • Figure 3 is a diagram showing the bottom of the leak detection sensor of the present invention, and the bottom is provided with a contact sensing unit 150 and a non-contact sensing unit 160.
  • the contact sensing unit 150 has a pair of sensing electrodes 151 and 152 installed at intervals from each other, and when the leaking liquid contacts the sensing electrodes 151 and 152 and conducts or short circuits, the leaked liquid is detected by conduction of current. It is a structure that does.
  • the outer sensing electrode 151 is formed in a closed ring shape, and the inner sensing electrode 152 is similarly formed in a closed ring shape, so that the inner sensing electrode 152 is spaced at a constant distance from the inner side of the outer sensing electrode 151. It is installed while maintaining .
  • the inner sensing electrode 152 whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the outer sensing electrode 151, is installed at a constant distance from the inner portion of the outer sensing electrode 151, so that the leaked liquid is connected to the outer sensing electrode 151.
  • the inner sensing electrode 152 When it flows across the inner sensing electrode 152, it is a structure that detects leakage by its electrically conductive state.
  • a plurality of non-contact sensing units 160 are provided while maintaining a certain distance along the inner circumference in the inner direction of the contact sensing unit 150, that is, at a position spaced apart from the inner side of the inner sensing electrode 152.
  • this non-contact sensing unit 160 may be an optical sensor.
  • This non-contact sensing unit 160 is composed of a light emitting unit and a light receiving unit and has a structure that detects leakage in a non-contact manner according to the amount of light refracted and received by the liquid flowing into the bottom of the main body 101. Since it is already a general structure, known technologies may be used.
  • FIG. 5 is a diagram showing the exploded structure of the present invention.
  • a circuit unit 170 is mounted on the inside of the main body 101, and a cable introduced through the cable inlet 130 is connected to the circuit unit 170.
  • the inlet part 130 is provided with an airtight member 131 in the form of a packing, so that the cable penetrates the airtight member 131 and enters the inside of the main body 101, thereby preventing water, leakage, foreign substances, etc. from flowing into the inside from the outside. is prevented.
  • An input unit 141 made of a switch, a status display unit 142 made of an LED, and a sensitivity display unit 143 are mounted on the upper part of the circuit unit 170 and located close to the bottom of the cover 102, and the switch is located on the outside. It is installed so as not to be exposed to the outside, and such a switch is preferably formed of a mechanical or electrical switch. For example, it may be configured as a capacitive switch so as not to be exposed to the outside.
  • the cover 102 is made of a transparent or translucent material so that the light emitted from the LED can be transmitted to the outside.
  • the cover 102 is made of soft material so that it can be manipulated from the outside.
  • the cover 102 covers the open upper part of the main body 101 while maintaining airtightness by the packing 104, and then the cover 102 is fastened to the main body 101 by the fastening bolt 105. do.
  • the contact sensing unit 150 is provided with two ring-shaped sensing electrodes 151 and 152, as shown in Figure 6, and a terminal portion 151-1 is formed by bending one side of the outer sensing electrode 151. , a bent terminal portion 152-1 is formed on the other side of the inner sensing electrode 152 opposite to the terminal portion 151-1.
  • this contact sensing unit 150 can be formed not only in the form of a circular ring, but also in the shape of a triangular, square, or polygonal ring.
  • the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 are formed of acid-resistant and chemical-resistant graphene, or a mixed compound of graphene and Teflon. It can be formed by punching in a flat state.
  • the contact sensing unit 150 is mounted on the bottom of the main body 101 as shown in Figure 7. For this mounting, an outer sensing electrode 151 and an inner sensing electrode 152 are installed on the bottom of the main body 101. Mounting grooves 106 and 107 for snug mounting are formed, respectively.
  • the depth of the mounting grooves 106 and 107 is 2 mm, and the thickness of the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 is preferably 1.5 mm. Accordingly, the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode ( When 152) is inserted and mounted into the mounting grooves 106 and 107, respectively, the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 are located inside the bottom of the main body 101, so a step naturally occurs.
  • the depth of the mounting grooves 106 and 107 is formed deeper than the thickness of the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152, the bottom portion of the main body 101 and the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 ) A step of about 0.5mm occurs between the bottom parts.
  • the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 are not exposed to the bottom of the main body 101, preventing damage from external force, and also preventing liquid leaked due to the step from entering the mounting grooves 106 and 107. By spreading along, the leaked liquid comes into contact with the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 over a large area, thereby improving the accuracy of sensing.
  • terminal fitting holes (106-1, 107-1) are formed in the mounting grooves (106, 107) at positions corresponding to each terminal portion (151-1, 152-1), and these terminal fitting holes (106-1, 107-1) are formed in the main body. It has a structure that communicates with the inner side of (101).
  • the contact sensing unit 150 is fixed and mounted in the mounting grooves 106 and 107 by various means such as thermal or ultrasonic fusion, double-sided tape, adhesive, etc., and is attached to the terminal fitting holes 106-1 and 107-1 as shown in Figure 7. ), each terminal portion (151-1, 152-1) is inserted through, and the terminal portion (151-1, 152-1) is extended to the inside of the main body 101 as shown in FIG. 8 and then bent and fixed.
  • the clearance between the terminal fitting holes 106-1, 107-1 and the terminal portions 151-1, 152-1 has a structure that prevents leaked liquid from flowing into the inside of the case 100 by being sealed. something to do.
  • each terminal portion (151-1, 152-1) on the inside of the main body 101 is electrically connected to the circuit portion 170 by making contact with the pin bracket (151-2, 152-2).
  • the leaked liquid flows into the space between the main body 101 fixed to the floor and the floor, it first contacts the contact sensing unit 150, and water, acid, alkali, conductive organic solvent, etc. flow into the outer surface. It comes into contact with the sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152.
  • the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 are electrically connected, or short-circuited, so that the processor 171 of the circuit unit 170 generates a sensing signal.
  • This sensing signal generates a visible warning signal for leakage of conductive liquid through the status display unit 142, and can be transmitted wired or wirelessly to a remote control panel through the communication unit 173.
  • a coil-shaped wireless antenna is provided inside the case 100.
  • the wireless antenna may be protruding and installed on the outside of the case 100, and various types of wireless antennas as well as coil antennas may be applied.
  • the processor 171 controls the status display unit 142 so that the green light turns on when in a normal state, and controls the status display unit 142 so that the red light turns on when leaking liquid is detected.
  • the contact sensing unit 150 cannot detect it and flows into the non-contact sensing unit 160.
  • the non-contact sensing unit 160 Since a plurality of contact sensing units 150 are installed along the circumference in close proximity to the contact sensing unit 150, leaking liquid can be immediately detected regardless of the direction from which it flows.
  • the processor 171 generates an alarm signal for leakage of non-conductive liquid through the status display unit 142 and can also transmit it to a remote location by wire or wirelessly through the communication unit 173.
  • Sensing sensitivity can be adjusted through the input unit 141.
  • the input unit 141 consists of two buttons, and when the administrator presses one button for more than 3 seconds, the processor 171 enters the sensitivity adjustment mode. Then, when the manager increases or decreases the sensitivity adjustment value and inputs it through the two buttons of the input unit 141, the processor 171 stores it in its own memory.
  • the sensitivity adjustment value of the contact sensing unit 150 will be the range of the sensing resistance value or conductivity value between the outer sensing electrode 151 and the inner sensing electrode 152 when detecting leakage, and the range of the non-contact sensing unit 160 In this case, it will be the range of the amount of light received.
  • the processor 171 when another button of the input unit 141 is pressed for more than 3 seconds, the processor 171 enters the output change mode, that is, the on/off mode of the leak detection sensor, communication mode, etc., and then the manager enters the input unit ( When the output change value is input through 141), the processor 171 stores it in its own memory.
  • the output change mode that is, the on/off mode of the leak detection sensor, communication mode, etc.
  • the processor 171 In the sensitivity control mode, the processor 171 blinks the green light of the status display unit 142, and in the output change mode, the processor 171 blinks the red light to visually indicate that the mode is being executed.
  • the sensitivity adjusted in the sensitivity control mode is displayed on the sensitivity display unit 143, and the processor 171 sets the lighting state of the sensitivity display unit 143 to correspond to the sensitivity adjustment value input through the input unit 141, e.g. For example, by controlling the number of bar LED lights and the number display of segments, the adjusted sensitivity value is visually displayed.
  • the processor 171 receives wireless authorization through the receiver 172 and determines whether it matches the code set internally, and only if it matches, activates the sensing sensitivity adjustment mode or output change mode so that it can be executed.
  • This specific code can be achieved through wireless communication such as Bluetooth, ZigBee, LoRa, infrared communication, and RF communication between the wireless terminal and the leak detection sensor of the present invention, and it is natural that an antenna for wireless communication is provided.
  • wireless communication such as Bluetooth, ZigBee, LoRa, infrared communication, and RF communication between the wireless terminal and the leak detection sensor of the present invention, and it is natural that an antenna for wireless communication is provided.
  • a specific code may be input through a remote control panel or a wired connection.
  • the processor 171 performs each mode depending on whether the specific code matches. make it possible
  • the history of sensing sensitivity adjustment or output change by inputting a specific code may be stored in the device itself or transmitted to a remote control panel through the communication unit 173 and recorded.
  • the graphene constituting the sensing electrodes 151 and 152 of the contact sensing unit 150 have high quality and are manufactured in large quantities to improve the accuracy of leak detection and reduce manufacturing costs.
  • the manufacturing process is described in detail below.
  • graphene is exfoliated from graphite by high-pressure dispersion.
  • a fluid containing graphene is rotated to form a Taylor fluid, and Taylor flow is used.
  • Graphene is separated from graphite by the shear force generated by it.
  • graphite is first mixed with the organic solvent NMP (N-methyl-2-pyrrolidinone) or DMF (N,N-dimethylformamide).
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidinone
  • DMF N,N-dimethylformamide
  • the fluid may further include a dispersant to improve graphene exfoliation efficiency.
  • a dispersant sodium hydroxide (NaOH) and naphthalene are mixed, and this dispersant is a mixture of 1 to 150 parts by weight of graphite. It can be.
  • the mixed fluid is premixed and used for shear force generation using a homo mixer and a centrifugal mixer.
  • a homo mixer it is mixed at 4000 ⁇ 8000 rpm for 1 hour, and then It is mixed for 1 to 10 minutes at 200 to 600 rpm by a mixer.
  • the shear force increases significantly as graphite, solvent, and dispersant are mixed by the rotational force of the homomixer and the corotating mixer, generating a strong shear force that can overcome the van der Waals attraction between each graphene layer of graphite. .
  • the fluid mixed by the homo-mixer and the co-rotating mixer is fed into a high-pressure disperser to exfoliate graphene from graphite, and the process is carried out in the high-pressure disperser under conditions of 100 to 1,000 bar and 5 to 40 passes.
  • the pressure of the high-pressure disperser is too high, damage such as tearing occurs as the graphene is peeled off, causing a significant decrease in quality. Therefore, it is desirable to select a pressure that allows sufficient peeling but does not cause damage. It is desirable that the pressure is set to 100 to 1,000 bar and 5 to 40 passes.
  • the fluid in which graphene is dispersed can be separated by a centrifuge into graphene, graphite, solvent, etc. with less than 10 layers, that is, 1 to 9 layers.
  • the centrifuge is used at 500 to 1,500 rpm for 30 to 90 layers.
  • unreacted graphite which is an unreacted raw material, is separated, and the separated graphite can be reintroduced when forming a fluid.
  • the graphene dispersion liquid which is a mixture of dispersed graphene and solvent, undergoes a solvent washing and graphene concentration process to increase the efficiency of the freeze-drying process of graphene.
  • This solvent washing process involves dispersion in an organic solvent.
  • the existing graphene is replaced with a water base.
  • the washed and precipitated graphene is concentrated by a concentrator to remove the solvent and have a low moisture content.
  • the low moisture content allows rapid drying even during freeze-drying.
  • a concentration equipment as shown in Figure 11 is used.
  • a tank 200 containing a mixed fluid of dispersed graphene, graphite, and solvent is provided, a concentrator 400 is installed, and a pump ( 300) pumps the fluid from the tank 200 and inputs it into the concentrator 400 under pressure.
  • the graphene dispersed from the fluid introduced under pressure into the concentrator 400 is concentrated by being filtered and accumulated, and the graphite and solvent are introduced back into the tank 200 and circulated through the above process again to form a substance contained in the fluid. As the dispersed graphene is filtered out, it is all concentrated.
  • this concentrator 400 is made of a tubular body in which fine pores are formed, and the other side has a filter 420 in a clogged state, and an outer jacket 410 is formed on the outside of the filter 420. This is covered, and a space is formed between the outside of the filter 420 and the inside of the outer jacket 410, and the other side of the outer jacket 410 is connected to the tank 200 through a pipe.
  • the filter 420 may be a variety of filters, such as a ceramic filter or SUS filter.
  • pressured graphene dispersion is input from the tank 200 through the pump 300 to one side of the filter 420.
  • the size of graphene particles is 0.8 to 8 ⁇ m, so it is preferable that the micropores have a size in units of nm, for example, that filter out the dispersed graphene and allow only graphite and solvent to pass through.
  • the reverse pressure valve 500 When concentration is completed in the concentrator 400, the reverse pressure valve 500 is opened to apply reverse pressure from the outside to the inside of the filter 420, so that the concentrated graphene is easily separated from the inside of the filter 420.
  • Graphene washed and concentrated through the above concentration process is freeze-dried. Even if the solvent is removed during the concentration process, it contains a small amount of solvent and has a relatively low moisture content.
  • freeze-drying allows graphene to have an extremely low water content or completely removes the solvent. Freeze-drying is performed at a temperature of -40°C for more than 36 hours.
  • the graphene When freeze-dried and the solvent is removed, the graphene is naturally powdered, and in order to homogenize the powdered graphene powder, it is pulverized and classified using a planetary ball mill and an ultrasonic sieve. .

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Abstract

본 발명은 누액감지센서에 관한 것으로, 누설되는 액체를 접촉식과 비접촉식으로 감지하여 전도성을 갖는 액체는 물론 비전도성의 액체까지 감지할 수 있도록 함은 물론, 센싱감도의 조절시에 그 조절되는 감도가 가시적으로 표시되고, 아울러 센싱감도를 조절할 때 관리자로부터 코드 입력에 의해 센싱감도 조절기능이 활성화됨으로써 센싱 감도의 무단 조절에 의해 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

Description

누액감지센서
본 발명은 누액감지센서에 관한 것으로, 특히 누설되는 액체를 접촉식과 비접촉식으로 감지하여 전도성을 갖는 액체는 물론 비전도성의 액체까지 감지할 수 있도록 한 누액감지센서에 관한 것이다.
등록특허 제10-1965864호(액체 누설감지 장치)에서는 액체와 접촉하는 접촉식센싱부와 발광부에 의해 방출된 광량이 리크액에 의해 수광되는 광량이 변화되는 것을 디텍션할 수 있어 리크(Leak) 유무를 간단하고 간편하게 측정할 수 있는 편리성이 있는 비접촉식센싱부의 검출신호 등을 검출하고 검출된 신호를 비교하여 모든 액체 또는 특정한 액체만 누수 및 누설을 검출할 수 있도록 한 액체 누설감지 장치를 제안하였다.
이러한 종래기술은 회로기판과; 상기 회로기판이 내설되는 공간과 고정하는 브라켓을 갖는 하우징과; 상기 하우징에 결합되며 일면에 액체의 이동이 빨라지도록 유도하는 액체유도홈 및 유입홈과 연결되어 접촉식센서설치홈이 형성된 캡과; 상기 캡에 저면에 설치되는 '
Figure PCTKR2023013418-appb-img-000001
' 또는 '
Figure PCTKR2023013418-appb-img-000002
' 형상의 접촉식센서부재; 상기 캡의 저면에서 상기 접촉신센서부재의 중앙부위에 설치되어 광원을 발광하는 LED 및 발산된 빛을 검출하는 수광부로 이루어진 비접촉식센서부재;로 구성되어 있다.
그런데, 이러한 종래기술에 따르면 누설된 액체가' 형상을 갖는 접촉식센서에 먼저 접촉된 액체를 먼저 센싱하여 1차 리크 발생을 센싱하고, 이후 비접촉식센서부재에 의해 2차 리크 발생을 센싱하는 구조이지만, 접촉식센서에 의해 센싱된 이후 누설된 액체가 중앙부위에 구비된 비접촉식센서의 위치까지 이동하는 시간이 소요되므로, 빠른 경보가 이루어질 수 없는 문제점이 있다.
<선행기술문헌>
1. 대한민국 등록특허 제10-1965864호
(액체 누설감지 장치)
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 완벽한 링 형태로 된 한 쌍의 접촉식센싱부의 내측방향에 근접하여 복수개의 비접촉식센싱부를 구비함으로써 누설된 액체가 누액감지센서의 저면 중앙부위까지 이동하지 않더라도 신속하게 누액상태를 감지할 수 있도록 한 누액감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 누액감지센서는,
케이스;
폐쇄된 링 형태로 된 한 쌍의 센싱전극이 외측과 내측에서 서로 간격을 두고 설치된 접촉식센싱부;
상기 접촉식센싱부의 내측방향 이격된 위치에서 내측 둘레를 따라 일정간격을 유지하면서 구비된 복수의 비접촉식센싱부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스의 내측에는 회로부가 구비되고, 상기 회로부는 상기 접촉식센싱부에서 누액이 감지되면 도전성액체의 누액으로 판별하며, 상기 비접촉센싱부에서만 누액이 감지되면 비도전성액체의 누액으로 판별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스의 상부면에는 센싱감도 조절을 위한 입력부가 구비되고, 상기 회로부는 상기 입력부를 통해 입력되는 값에 의해 상기 접촉식센싱부의 센싱감도를 설정하며, 조절되는 센싱감도를 가시적으로 표시하기 위한 감도 표시부가 구비되고, 이러한 감도 표시부는 램프, 세그먼트, LCD 등으로 구비되어 설정한 감도의 레벨을 표시하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회로부는 유선 또는 무선으로 전송되는 코드에 의해 센싱감도 조절을 위한 기능이 활성화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접촉식센싱부는 그래핀 또는 그래핀과 테프론의 혼합물에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그래핀은
용매와 흑연을 포함하는 용액에 대해 프리믹스 및 전단력 발생을 위하여 호모믹서 및 공자전 믹서에 의해 혼합하는 제1과정;
상기 혼합된 용액을 고압분산기를 이용하여 분산시킴으로써 그래핀을 박리하는 제2과정;
상기 그래핀이 박리된 용액을 원심분리기에 투입하여 미반응된 흑연을 분리시켜 그래핀 분산액을 추출하는 제3과정;
상기 그래핀 분산액을 수계치환하여 그래핀을 세척 및 침전한 후 농축기에서 그래핀을 농축시키는 제4과정;
상기 농축된 그래핀을 용매 제거를 위해 동결건조하여 분말화하는 제5과정;
상기 동결건조된 그래핀을 고온에서 건조하는 제6과정;에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용매에는 그래핀의 분산성을 향상시키기 위하여 수산화나트륨(NaOH) 및 나프탈렌(Naphthalene)이 혼합된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농축기는
관체로 되고, 일측부위로 펌프로부터의 압력을 가진 그래핀 분산액을 투입받으며, 타측부위는 막힌 상태의 필터;
상기 필터의 외측 둘레를 감싸면서 설치되고, 상기 필터를 통과한 그래핀 분산액을 펌프로 순환시키는 외부쟈켓;으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 누액감지센서는 도전성을 갖는 액체 즉, 물, 산성용액, 알칼리성 용액, 일부 유기용제 등과 비도전성의 액체 즉, 오일, 유기용제 등을 구분하여 감지가 가능한 장점이 있고, 또한 비접촉식센싱부를 복수개 구비함으로써 비도전성액체의 누액까지 신속하게 감지할 수 있을 장점이 있다.
그리고, 접촉식센싱부를 구성하는 전극을 산 또는 알칼리 등의 화학용액에 강한 그래핀으로 제조함으로써 화학용액에 대해 내화학성 및 내약품성이 뛰어나 장시간 사용 및 재사용이 가능하게 된다.
아울러, 관리자가 외부에서 입력하는 코드에 의해 센싱 감도 조절을 위한 기능을 활성화됨으로써 센싱 감도의 무단 조절에 의해 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 장점도 갖는다.
도1은 본 발명의 누액감지센서의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명의 평면구조를 보인 도.
도3은 본 발명의 저면구조를 보인 도.
도4는 본 발명의 일측면을 보인 도.
도5는 본 발명의 분해구조를 보인 도.
도6 내지 도9까지는 접촉식센싱부의 형태 및 장착과정을 설명하기 위한 도.
도10은 회로부의 블럭도.
도11은 그래핀 농축장치의 구조를 보인 도.
도12는 농축기의 단면 구조도.
*부호의 설명*
100 : 케이스
101 : 본체
102 : 덮개
103 : 지지다리부
104 : 패킹
105 : 체결볼트
106,107 : 장착홈부
106-1,107-1 : 단자끼움공
110 : 체결공
120 : 앙카볼트
130 : 케이블 인입부
131 : 기밀부재
140 : 입력 및 표시부
141 : 입력부
142 : 상태 표시부
143 : 감도 표시부
150 : 접촉식센싱부
151 : 외측센싱전극
152 : 내측센싱전극
151-1,152-1 : 단자부
151-2,152-2 : 핀브라켓
160 : 비접촉식센싱부
170 : 회로부
171 : 프로세서
172 : 수신부
173 : 통신부
200 : 탱크
300 : 펌프
400 : 농축기
410 : 외부쟈켓
420 : 필터
500 : 역압력밸브
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.
따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도1은 본 발명의 누액감지센서의 구조를 보인 도이고, 도2는 본 발명의 평면구조를 보인 도이며, 도3은 본 발명의 저면구조를 보인 도이다.
또한, 도4는 본 발명의 일측면을 보인 도이고, 도5는 본 발명의 분해구조를 보인 도이며, 도6 내지 도9까지는 접촉식센싱부의 형태 및 장착과정을 설명하기 위한 도이다.
그리고, 도10은 회로부의 블럭도이다.
본 발명의 누액감지센서는 도1에 도시한 바와 같이, 높이가 낮은 원기둥 형태의 케이스(100)가 구비되는데, 상기 케이스(100)는 산 또는 알카리 용액에 의해 녹거나 변형되지 않은 재질로 형성됨이 바람직하며, 이를 위하여 내약품성 또는 내화학성을 갖는 PFA(Perfluoroalkoxy), PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer), ETFE(Edthylene Tetra Fluoro Ethylene) 등 다양한 소재를 사용할 수 있다.
이러한 케이스(100)는 상부가 개방된 원통형태의 본체(101)와, 상기 개방된 부위를 기밀하게 덮을 수 있도록 덮개(102)가 구비되는데, 상기 본체(101)의 일측면 부위에는 전원공급, 센싱신호 전송 등을 위한 케이블이 인입되는 케이블 인입부(130)가 형성되어 있고, 저면 가장자리 둘레로는 일정간격마다 지지다리부(103)가 하측방향으로 돌출되도록 형성되어 있어서 본체(101)의 하부면이 바닥으로부터 이격될 수 있도록 함으로써 누설되는 액체가 하측부위로 유입될 수 있도록 한다.
또한 상기 덮개(102)의 상부면은 그 가장자리부위가 하측방향으로 경사지는 구조를 가지게 되어 상측으로부터 낙하하는 누설된 액체가 경사부위를 타고 하측방향으로 유도됨으로써 본체(101)의 하측부위로 쉽게 유입될 수 있도록 하며, 경사진 부위를 제외한 평평한 부위에는 입력 및 표시부(140)가 구비되어 있다.
상기 입력 및 표시부(140)는 도2에서와 같이 입력부(141), 상태 표시부(142), 감도 표시부(143)를 가지게 되는데, 상기 입력부(141)는 센싱감도 조절 및 출력 변경 등 다양한 모드를 입력할 수 있고, 또한 리셋을 위한 입력도 가능하게 된다.
또한 상태 표시부(142)는 누액상태를 표시하고, 센싱감도 또는 출력변경 모드 등의 모드 상태를 표시하게 된다.
상기 감도 표시부(143)는 센싱감도 조절시에 조절된 센싱감도를 가시적으로 표시할 수 있도록 하는데, 다단의 막대 형태로 된 LED의 점등 갯수에 의해 조절된 감도의 크기를 표시할 수 있게 되며, 이러한 감도 표시부(143)는 램프, 세그먼트, LCD 등에 의해 숫자로 표시되는 다양한 형태로 표시가 가능하게 될 것이다.
앙카볼트(120)는 도4에서와 같이 덮개(102)와 본체(101)에 형성된 체결공(110)에 삽입되어 본 발명의 누액감지센서가 설치되는 바닥에 체결됨으로써 누액감지센서를 안정적으로 고정시키게 되면, 이때 지지다리부(103)의 하단부위가 바닥부위에 맞닿아 본체(101)를 지지하게 되며, 이러한 지지다리부(103)에 의해 본체(101)의 저면부위와 바닥부위 사이에 공간이 형성됨으로써 그 공간을 통해 누설되는 액체가 유입되어 센싱이 가능하게 되는 것이다.
도3은 본 발명 누액감지센서의 저면부위를 보인 도로서, 저면부위에는 접촉식센싱부(150)와 비접촉식센싱부(160)가 구비되어 있다.
상기 접촉식센싱부(150)는 한 쌍의 센싱전극(151,152)이 서로 간격을 두고 설치되어 누설되는 액체가 센싱전극(151,152)에 접촉함으로써 도전 즉 쇼트가 이루어지면 전류의 전도에 의해 누액을 감지하는 구조이다.
이를 위해 외측 센싱전극(151)은 폐쇄된 링 형태로 형성되고, 내측 센싱전극(152)도 마찬가지로 폐쇄된 링 형태로 형성되어 외측 센싱전극(151)의 내측에서 내측 센싱전극(152)이 일정한 간격을 유지하면서 설치되어 있다.
즉, 외측 센싱전극(151)의 내측부위에서 외측 센싱전극(151)의 내경보다 외경이 작은 내측 센싱전극(152)이 일정한 간격을 유지하면서 설치되어 있어서, 누설된 액체가 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)에 걸쳐서 유입되면, 그 도전된 상태에 의해 누액을 감지하는 구조인 것이다.
한편, 상기 접촉식센싱부(150)의 내측방향, 즉 내측 센싱전극(152)의 내측에 근접하여 이격된 위치에서 내측 둘레를 따라 일정간격을 유지하면서 복수개의 비접촉식센싱부(160)가 구비되어 있는데, 이러한 비접촉식센싱부(160)는 그 일예로서 광학식센서가 될 수 있다.
이러한, 비접촉식센싱부(160)는 발광부 및 수광부로 구성되어 본체(101)의 저면으로 유입되는 액체에 의해 굴절되어 수광되는 광량의 크기에 따라 비접촉식으로 누액을 감지하는 구조를 가지며, 이러한 구조는 이미 일반적인 구조이므로, 공지의 기술들을 이용할 수 있을 것이다.
도3에서는 비접촉식센싱부(160)가 120°위상차를 가지고 3개가 설치된 것으로 도시하였으나, 센싱 환경에 따라서 그 설치 갯수는 달라질 수 있을 것이며, 이러한 비접촉식센싱부(160)는 그 하단부위가 바닥부위에 근접하도록 하측방향으로 돌출되어 있게 된다.
도5는 본 발명의 분해구조를 보인 도로서, 본체(101)의 내측에는 회로부(170)가 장착되고, 케이블 인입부(130)를 통해 인입되는 케이블이 회로부(170)에 접속되며, 이때 케이블 인입부(130)에는 패킹 형태의 기밀부재(131)가 구비되어 기밀부재(131)를 관통하여 케이블이 본체(101)의 내부로 인입됨으로써 외부로부터 물, 누액, 이물질 등이 내부로 유입되는 것이 방지된다.
상기 회로부(170)의 상단부위에는 스위치로 된 입력부(141), LED로 된 상태 표시부(142), 감도 표시부(143)가 실장되어 덮개(102)의 저면에 근접하여 위치하게 되며, 상기 스위치는 외측으로 노출되지 않도록 설치되는데, 이러한 스위치는 기계식, 전기식으로 구성된 스위치로 형성됨이 바람직하며, 일예로 외측으로 노출되지 않도록 정전용량형 스위치로 구성될 수 있다.
또한 덮개(102)는 투명 또는 반투명 재질로 되어 LED로부터 발광된 빛이 외부로 투광될 수 있도록 한다.
물론, 상기 입력부(141)가 기계식 또는 전기식 스위치인 경우에 덮개(102)가 연질로 형성됨으로써 외부에서 조작이 가능한 구조를 가질 수 있다.
상기 덮개(102)는 본체(101)의 개방된 상측부위를 덮을 때 패킹(104)에 의해 기밀을 유지하면서 덮게 되고, 이후 체결볼트(105)에 의해 덮개(102)가 본체(101)에 체결된다.
상기 접촉식센싱부(150)는 도6에서와 같이 2개의 링 형태로 된 센싱전극(151,152)이 구비되고, 외측 센싱전극(151)의 일측부위에는 단자부(151-1)가 절곡되어 형성되며, 내측 센싱전극(152)에도 상기 단자부(151-1)와 대향되는 타측부위에 절곡된 단자부(152-1)가 형성되어 있다.
이러한 접촉식센싱부(150)는 원형의 링 형태뿐만 아니라, 삼각, 사각, 다각의 링 형태로 형성될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
상기 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)은 내산성 및 내화학성을 갖는 그래핀, 또는 그래핀과 테프론이 혼합된 화합물에 의해 형성되는데, 그래핀, 또는 그래핀과 테프론이 혼합된 화합물을 평평하게 형성한 상태에서 타발에 의해 형성할 수 있다.
물론, 금형에 의해서도 제조가 가능하며, 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있을 것이다.
상기 접촉식센싱부(150)는 도7에서와 같이 본체(101)의 저면부위에 장착되는데, 이러한 장착을 위하여 본체(101)의 저면에는 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)을 꼭맞게 장착하기 위한 장착홈부(106,107)가 각각 형성되어 있다.
이러한 장착홈부(106,107)의 깊이는 일예로서 2mm이고, 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)의 두께는 1.5mm인 것이 바람직하고, 이에 따라 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)이 장착홈부(106,107)에 각각 삽입되어 장착되면, 본체(101)의 저면부위보다 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)이 안쪽에 위치하게 되므로, 자연스럽게 단차가 발생하게 된다.
즉, 장착홈부(106,107)의 깊이가 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)의 두께보다 깊게 형성되므로, 본체(101)의 저면부위와 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)의 저면부위 사이에 0.5mm 정도의 단차가 발생하는 것이다.
따라서, 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)이 본체(101)의 저면부위로 노출되지 않게 되어 외력에 의한 손상이 방지됨은 물론, 그 단차에 의해 누설된 액체가 장착홈부(106,107)를 따라 확산됨으로써 누설된 액체가 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)에 넓은 면적으로 접촉하게 되어 센싱의 정확도가 향상될 수 있게 된다.
또한 상기 장착홈부(106,107)에는 각 단자부(151-1,152-1)에 해당하는 위치에 단자끼움공(106-1,107-1)이 각각 형성되고, 이러한 단자끼움공(106-1,107-1)은 본체(101)의 내측과 연통되는 구조를 가지게 된다.
따라서, 접촉식센싱부(150)는 열 또는 초음파 융착, 양면 테이스, 접착제 등 다양한 수단에 의해 장착홈부(106,107)에 고정되어 장착되며, 도7에서와 같이 단자끼움공(106-1,107-1)을 통해 각 단자부(151-1,152-1)가 끼워지고, 그 단자부(151-1,152-1)는 도8에서와 같이 본체(101)의 내측으로 연장된 다음 절곡되어 고정되는 것이다.
물론, 단자끼움공(106-1,107-1)과 단자부(151-1,152-1) 사이의 유격은 씰링처리됨으로써 누설된 액체가 케이스(100)의 내측으로 유입되는 것을 방지하는 구조를 갖는 것은 당연하다 할 것이다.
이에 따라 도9에서와 같이 본체(101)의 내측에서 각 단자부(151-1,152-1)가 핀브라켓(151-2,152-2)에 의해 회로부(170)와 접점이 이루어져 전기적으로 연결되는 것이다.
이러한 본 발명의 동작을 설명한다.
1. 전도성 액체 센싱
누설된 액체가 바닥에 고정되어 설치된 본체(101)와 바닥부위 사이의 공간으로 유입되면 먼저 접촉식센싱부(150)에 접촉되는데, 물, 산, 알칼리, 전도성을 갖는 유기용제 등이 유입되어 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)에 접촉하게 된다.
이로 인해 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152)이 전기적으로 연결 즉 쇼트됨으로써 회로부(170)의 프로세서(171)는 센싱신호를 발생하게 된다.
이러한 센싱신호는 상태 표시부(142)를 통해 전도성 액체의 누설에 대한 가시적인 경보신호를 발생하게 되고, 통신부(173)를 통하여 원격지의 제어반으로 유선 또는 무선으로 전송할 수 있게 되며, 무선 전송의 경우에는 케이스(100)의 내측에 코일 형태의 무선 안테나가 구비되어 있게 된다.
상기 무선 안테나는 케이스(100)의 외측에 돌출되어 설치될 수도 있을 것이며, 코일 안테나 뿐만 아니라 다양한 형태의 무선 안테나가 적용될 수 있을 것이다.
또한, 정상상태일 때 녹색등이 점등되도록 프로세서(171)는 상태 표시부(142)를 제어하고, 누설 액체가 감지된 경우에는 적색등이 점등되도록 제어하게 된다.
2. 비전도성 액체 센싱
오일, 유기용제 등 전도성을 가지지 않는 액체가 누설된 경우에 접촉식센싱부(150)에서는 이를 감지하지 못하게 되고, 비접촉식센싱부(160)의 위치로 유입되게 되는데, 이때 비접촉식센싱부(160)는 접촉식센싱부(150)에 근접한 위치에서 둘레를 따라 복수개가 설치되어 있으므로 누설되는 액체가 유입되는 방향에 관계없이 곧바로 이를 감지할 수 있게 된다.
따라서, 프로세서(171)는 비전도성 액체의 누설에 대한 경보신호를 상태 표시부(142)를 통해 발생하게 되고, 또한 통신부(173)를 통하여 유선 또는 무선으로 원격지로 전송할 수 있을 것이다.
3. 센싱감도조절
입력부(141)를 통하여 센싱감도를 조절할 수 있게 되는데, 예를 들면, 입력부(141)는 2개의 버튼으로 구성되고, 관리자가 어느 하나의 버튼을 3초 이상 누른 경우 프로세서(171)는 감도조절모드가 되고, 이후 관리자가 입력부(141)의 2개 버튼을 통해 감도조절값을 증감시켜 입력하게 되면, 프로세서(171)는 이를 자체 메모리에 저장하게 된다.
이때 접촉식센싱부(150)의 감도조절값은 누액 감지 시 외측 센싱전극(151)과 내측 센싱전극(152) 사이의 센싱 저항값 또는 전도도값의 범위가 될 것이고, 비접촉식센싱부(160)의 경우에는 수광되는 광량값의 범위가 될 것이다.
또한, 입력부(141) 중 또다른 하나의 버튼을 3초 이상 누르게 되면, 프로세서(171)는 출력변경모드, 즉 누액감지센서의 온/오프, 통신모드 등의 모드가 되고, 이후 관리자가 입력부(141)를 통해 출력 변경값을 입력하게 되면, 프로세서(171)는 이를 자체 메모리에 저장하게 된다.
감도조절모드시에는 프로세서(171)는 상태 표시부(142)의 녹색등을 점멸시키고, 출력변경모드시에는 적색등을 점멸시킴으로써 모드 실행중임을 가시적으로 알리게 된다.
아울러 감도조절모드시에 조절되는 감도는 감도 표시부(143)에 표시되는데, 상기 프로세서(171)는 입력부(141)를 통하여 입력되는 감도조절값에 대응하도록 상기 감도 표시부(143)의 점등 상태, 예를 들면 막대형 LED의 점등 갯수, 세그먼트의 숫자 표시를 제어함으로써 조절되는 감도값을 가시적으로 표시하게 된다.
그리고, 관리자가 아닌 사람이 무단으로 센싱감도를 조절하거나 또는 출력을 변경하는 경우에 자칫 유해화학용액의 누설에 따른 사고로 이어질 수 있다.
따라서, 관리자만 본 발명의 누액감지센서의 센싱감도조절모드와 출격변경모드를 수행할 수 있도록 하는데, 이를 위하여 관리자가 특정 코드, 예를 들면 암호를 무선 단말기 예들 들면 무선리모콘을 통해 입력하게 되면, 프로세서(171)는 수신부(172)를 통해 이를 무선으로 인가받아 내부에 설정된 코드와의 일치여부를 판단하게 되고, 일치하는 경우에만 센싱감도조절모드 또는 출력변경모드를 활성화시켜 실행될 수 있도록 한다.
이러한 특정 코드는 무선 단말기와 본 발명의 누액감지센서 사이에서 블루투스, 지그비, LoRa, 적외선통신, RF 통신 등의 무선통신에 의해 이루어질 수 있을 것이며, 무선 통신을 위한 안테나가 구비됨은 당연하다 할 것이다.
또한, 원격지의 제어반 또는 유선접속에 의해 특정 코드가 입력될 수도 있는데, 이러한 경우에 통신부(173)를 통하여 특정 코드가 수신되면, 프로세서(171)는 특정 코드의 일치여부에 따라 각 모드를 수행할 수 있도록 한다.
아울러, 특정 코드의 입력에 의한 센싱감도조절 또는 출력변경에 대한 히스토리는 자체에 저장되거나 또는 통신부(173)를 통하여 원격의 제어반으로 전송되어 기록될 수 있을 것이다.
4. 그래핀 제조
한편, 상기 접촉식센싱부(150)의 센싱전극(151,152)를 구성하는 그래핀은 고품질을 가지면서 대용량으로 제조됨으로써 누액감지의 정확성 및 제조비용의 절감을 가져오도록 함이 바람직한데, 이러한 그래핀의 제조하는 과정을 설명한다.
고품질의 그래핀을 대량으로 제조하기 위하여, 고압분산에 의해 흑연(Graphite)로부터 그래핀을 박리시키게 되는데, 그래핀 박리를 위하여 그래핀이 포함된 유체를 회전시켜, 테일러 유체를 형성하고, 테일러 유동에 의해 발생하는 전단력(shear force)에 의해 흑연으로부터 그래핀을 박리하게 된다.
이때, 흑연에 인가되는 전단력은 흑연의 각 그래핀 층간의 강한 반데르발스(Van der Waals) 인력을 극복할 수 있도록 충분하여야 한다.
그래핀 제조를 위하여 먼저, 흑연을 유기용매인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone) 또는 DMF(N,N- dimethylformamide)과 혼합하게 되는데, 이들 NMP 및 DMF의 경우, 그래핀과 유사한 표면에너지를 갖는 특징이 있다.
여기서 흑연은 90~99.9 중량부, 용매는 0.1~10 중량부가 혼합된다.
또한, 상기 유체에는, 그래핀 박리 효율을 향상시키기 위하여 분산제를 더 포함할 수 있는데, 분산제로서, 수산화나트륨(NaOH)와 나프탈렌(Naphthalene)이 혼합되며, 이러한 분산제는 흑연의 1~150 중량부가 혼합될 수 있다.
이렇게 혼합된 유체는 프리믹스(premix) 및 전단력 발생을 위하여 호모 믹서(homo mixer)와 공자전 믹서(centrifugal mixer)를 이용하게 되는데, 호모 믹서의 경우에는 4000~8000rpm으로 1시간동안 혼합하고, 이후 공자전 믹서에 의해 200~600rpm으로 1~10분 동안 혼합하게 된다.
따라서, 호모 믹서와 공자전 믹서의 회전력에 의해 흑연, 용매, 분산제가 혼합되면서 전단력이 크게 증가하게 되어, 흑연의 각 그래핀 층간의 반데르발스 인력을 극복할 수 있는 강한 전단력이 발생하게 되는 것이다.
이렇게 호모 믹서와 공자전 믹서에 의해 혼합된 유체는 고압분산기에 투입되어 흑연으로부터 그래핀이 박리되는데, 상기 고압분산기는 100~1,000 bar, 5~40pass 조건으로 공정이 진행된다.
이때, 고압분산기의 압력이 너무 높은 경우에는 그래핀이 박리되면서 찢어지는 등의 손상이 발생하게 되어 품질이 현저히 저하되므로, 박리가 충분히 이루어지면서도 손상이 발생되지 않는 압력을 선택하는 것이 바람직하며, 그 압력이 100~1,000 bar, 5~40pass 조건으로 설정됨이 바람직하다.
또한, 유체에 투입된 수산화나트륨(NaOH)와 나프탈렌(Naphthalene)에 의해 그래핀 분산성이 크게 향상되는 것이다.
이렇게 그래핀이 분산되어 존재하는 유체는 원심분리기에 의해 층수가 대략 10층 미만, 즉 1~9층인 그래핀, 흑연, 용매 등으로 분리될 수 있는데, 이때 원심분리기는 500~1,500rpm으로 30~60분 정도 운전됨으로써 미 반응된 원료인 흑연을 분리시키며, 분리된 흑연은 유체를 형성할 때 재투입이 가능하게 된다.
흑연이 분리된 유체 즉 분산된 그래핀과 용매가 혼합된 그래핀 분산액은 그래핀의 동결건조공정의 효율을 증대시키기 위하여 용매세척 및 그래핀 농축과정을 거치게 되는데, 이러한 용매세척공정는 유기용매에 분산되어 있는 그래핀을 수계(water base)로 치환하게 된다.
이러한 용매세척공정을 수행하기 위하여 유기용매인 NMP 또는 DMF에 염산 0.1~1 mol을 혼합하여 수계치환한 다음 그래핀을 침전시키게 되는데, 침전과정은 자연침전 또는 원심분리기에 의해 침전이 이루어질 수 있을 것이다.
이렇게 세척되고 침전된 그래핀은 농축기에 의해 농축됨으로써 용매를 제거하여 낮은 함수율을 가지도록 함과 아울러 동결건조시에도 낮은 함수율에 의해 빠른 건조가 이루어질 수 있도록 한다.
그래핀의 농축을 위하여 도11에서와 같은 농축장비가 사용되는데, 분산된 그래핀, 흑연, 용매가 혼합된 유체가 수용되는 탱크(200)가 구비되고, 농축기(400)가 설치되며, 펌프(300)가 상기 탱크(200)로부터 유체를 펌핑하여 압력을 가진 상태로 농축기(400)에 투입하게 된다.
따라서 농축기(400)에 압력을 가지고 유입된 유체로부터 분산된 그래핀이 걸러져서 축적됨으로써 농축되고, 흑연과 용매는 다시 탱크(200)로 유입되며, 재차 상기의 과정을 통해 순환됨으로써 유체 내에 포함된 분산된 그래핀이 걸러지면서 모두 농축되는 것이다.
이러한 농축기(400)는 도12에 도시된 바와같이, 관체로 되어 미세 다공이 형성되고, 타측부위는 막힌 상태의 필터(420)를 가지며, 상기 필터(420)의 외측으로는 외부쟈켓(410)이 씌워지는데, 필터(420)의 외측과 상기 외부쟈켓(410)의 내측 사이에는 공간이 형성되어 있으며, 외부쟈켓(410)의 타측부위는 관로를 통해 탱크(200)와 접속된다.
상기 필터(420)는 세라믹 필터, SUS 필터 등 다양한 필터가 될 수 있을 것이다.
또한, 상기 필터(420)의 일측부위로는 펌프(300)를 통해 탱크(200)로부터 압력을 가진 그래핀 분산액을 투입받게 된다.
따라서, 압력을 가지고 필터(420)의 내측으로 투입된 그래핀 분산액은 미세 다공에 의해 분산된 그래핀만 내측에 축적되고, 흑연과 용매는 필터(420)의 외측으로 투과되어 외부쟈켓(410)의 내측으로 배출됨으로써 탱크(200)로 순환된다.
그러므로, 이러한 순환과정을 반복하여 수행함으로써 필터(420)의 내측에는 그래핀이 축적되어 농축되는 것이다.
통상적으로 그래핀 입자의 크기는 0.8~8㎛의 크기를 가지므로, 미세 다공은 분산된 그래핀을 걸러내고, 흑연과 용매만을 투과시키는 크기 예를 들면 nm 단위의 크기를 가지는 것이 바람직하다.
농축기(400)에서 농축이 완료되면, 역압력밸브(500)를 개방시켜 필터(420)의 외측으로부터 내측으로 역압력을 인가함으로써 농축된 그래핀이 필터(420)의 내측으로부터 손쉽게 이탈시키게 된다.
상기의 농축과정에 의해 세척되고 농축된 그래핀은 동결건조하게 되는데, 이는 농축과정에서 용매가 제거되었다 할지라도 소량의 용매가 포함되어 비교적 낮은 함수율을 가지게 된다.
따라서 동결건조에 의해 그래핀이 극도로 낮은 함수율을 가지도록 하거나 또는 용매를 완전히 제거하게 되는데, 영하 40℃의 온도로 36시간 이상 동결건조가 수행된다.
이렇게 동결건조가 되어 용매가 제거되면, 그래핀은 자연스럽게 분말화되고, 분말화되어 수득된 그래핀 분말의 균질화를 위하여 유성형볼밀(Planetary Mill)과 초음파 채(Ultrasonic Sieve)에 의해 분쇄 및 분급하게 된다.
나아가 동결건조되어 분말화된 그래핀 또는 유성형볼밀(Planetary Mill)과 초음파 채(Ultrasonic Sieve)에 의해 분쇄 및 분급되어 균질화된 그래핀 분말을 40~50℃에서 3시간 이내로 고온건조를 수행함으로써 최종적으로 균질화된 그래핀을 제조할 수 있는 것이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 케이스;
    폐쇄된 링 형태로 된 한 쌍의 센싱전극이 외측과 내측에서 서로 간격을 두고 설치된 접촉식센싱부;
    상기 접촉식센싱부의 내측방향 이격된 위치에서 내측 둘레를 따라 일정간격을 유지하면서 구비된 복수의 비접촉식센싱부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 누액감지센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이스의 내측에는 회로부가 구비되고, 상기 회로부는 상기 접촉식센싱부에서 누액이 감지되면 도전성액체의 누액으로 판별하며, 상기 비접촉센싱부에서만 누액이 감지되면 비도전성액체의 누액으로 판별하는 것을 특징으로 하는 누액감지센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 케이스의 상부면에는 센싱감도 조절을 위한 입력부가 구비되고, 상기 회로부는 상기 입력부를 통해 입력되는 값에 의해 상기 접촉식센싱부의 센싱감도를 설정하는 것을 특징으로 하는 누액감지센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 케이스에는 조절되는 센싱감도를 가시적으로 표시하기 위한 감도 표시부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 누액감지센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 회로부는 유선 또는 무선으로 전송되는 코드에 의해 센싱감도 조절을 위한 기능이 활성화되는 것을 특징으로 하는 누액감지센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접촉식센싱부는 그래핀 또는 그래핀과 테프론의 혼합물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 누액감지센서.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272467A (en) * 1990-10-05 1993-12-21 Horst Krauleidies Apparatus for detecting and reporting liquids
JP2008209363A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Tsuuden:Kk 漏液センサ
KR20110035860A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 산쿠스 가부시키가이샤 액체 누출 검출 장치
KR101938098B1 (ko) * 2017-12-22 2019-01-14 김동언 전극과 광학을 이용한 리크센서
KR101965864B1 (ko) * 2017-11-21 2019-04-05 오토센서코리아(주) 액체 누설감지 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272467A (en) * 1990-10-05 1993-12-21 Horst Krauleidies Apparatus for detecting and reporting liquids
JP2008209363A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Tsuuden:Kk 漏液センサ
KR20110035860A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 산쿠스 가부시키가이샤 액체 누출 검출 장치
KR101965864B1 (ko) * 2017-11-21 2019-04-05 오토센서코리아(주) 액체 누설감지 장치
KR101938098B1 (ko) * 2017-12-22 2019-01-14 김동언 전극과 광학을 이용한 리크센서

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