KR102009968B1

KR102009968B1 - 성상분리센서

Info

Publication number: KR102009968B1
Application number: KR1020180091267A
Authority: KR
Inventors: 조상호; 박종식; 임별이
Original assignee: 아머스 주식회사
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2019-08-12
Anticipated expiration: 2038-08-06
Also published as: US11650124B2; WO2020032539A1; CN112513606A; CN112513606B; US20220128432A1

Abstract

본 발명은 공간 상 제약이 있는 위치나 협소한 공간에도 코너커넥터와 같은 설비 없이도 플렉서블한 특징을 가져 방향을 전환하여 용이하게 설치할 수 있으며, 물과 화학용액을 별도로 분리하여 감지할 수 있어 비, 눈, 우박 등에 노출되어 있는 야외환경에서도 용이하게 사용할 수 있는 성상분리센서에 관한 것으로서, 전도성 금속으로 이루어진 한 쌍의 검출라인(110, 120)이 폭방향으로 이격되어 나란히 배치된 검출부(100); 및 상기 검출부(100)의 상하에 각각 배치되어 접착되며, 상기 검출부(100)와 대향하는 길이방향을 따라 등간격으로 검출홀(210a, 220a)이 형성된 절연필름(210, 220)과, 상기 절연필름(210, 220) 중 상기 검출라인(110, 120)과 맞닿는 영역에 접착층(211, 221)으로 이루어진 절연부(200);가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

성상분리센서{FLEXIBLE FLAT COMPONENT DETECTION SENSOR}

본 발명은 성상분리센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물과 화학용액을 분리하여 감지할 수 있는 것은 물론, 공간 상 제약이 있는 위치나 협소한 공간에도 별도의 코너커넥터와 같은 부가 설비 없이도 플렉서블한 특징을 가져 용이하게 방향을 전환이 가능한 성상분리센서에 관한 것이다.

누수 및 누유를 감지하기 위한 다양한 방식의 리크 센서(Leak Sensor)가 사용되고 있다. 대표적으로는 케이블형 리크 센서, 밴드타입 리크 센서, 모듈형 리크센서 등이 사용되고 있다.

케이블형 리크센서는 각종 액체(물, 오일 등)의 노출을 감지하여 액체가 누출되는 지점까지 정확하고 신속하게 알려주는 누수 및 누유 감지 리크 센서이다.

누수 및 누유의 감지는 도선을 따라 흐르는 전류가 누출된 물 또는 오일의 저항에 의하여 전위차가 발생되는 것을 감지하여 누수 및 누유의 확인이 가능하다.

그러나 이와 같은 케이블형 리크 센서는 설치비용이 고가이고, 센서 케이블의 길이가 정해져 있어 사용이 제한적이다. 또한 센서 설치 시 별도 브라켓을 사용해야 하므로 설치가 어렵고, 추가비용이 드는 문제점이 있으며, 누수된 물성 감지후 물성을 제거하는데 시간이 많이 소요됨과 아울러 외부기기와 연결이 어려운 문제점이 있다.

모듈형 리크센서는 플라스틱 케이스 내부에 포토 센서(수광부, 발광부)를 위치시켜, 액체를 감지하지 않은 상태에서는 발광부의 빔(BEAM)을 수광부에서 받아들이지만, 발광부 빔(BEAM)이 액체를 감지하게 되면 굴절률의 변화로 빔(BEAM)이 수광부로 가지 못하게 되므로 빛의 수광된 상태로서 누수를 감지하게 된다. 이러한 모듈형 리크센서는 저가의 비용으로 누수위험 부분을 감지할 수 있고, 설치가 간편하며, 주변장치와 상관없이 자체적 경보가 가능함과 아울러 습도에 따른 에러(ERROR)가 없으나, 케이블 타입(CABLE TYPE)과는 달리 특정 위치의 누수 여부만 확인 가능한 문제점이 있고, 주변장치와 연결하기가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 별도의 센서고정방안을 계획해야 하므로 제품설치시 시간이 많이 소요되는 문제점이 있고, 누수 위험지역의 특정부위만 검출가능하므로 누수위치가 바뀌게 되면 감지가 어려워지는 문제점이 있었다. 한편, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 한국등록특허 제10-0909241호에서는 홀포인트가 구비되어 있는 리크센서를 제안한 바 있다. 그러나 누출되는 액이 점성을 가지고 있는 황산, 불산, 염산, 질산 등의 경우에는 누출이 되었다 하더라도 홀에 침투되기가 어려워 반응성이 낮아 제대로 리크 여부를 센싱할 수 없다는 문제점이 있다. 특히 채택하고 있는 합성수지가 산 등에 취약한 재질로 조성되어 한번 누출 감지를 하게 되면 녹아서 다시 재사용할 수 없는 한계점은 여전히 남아 있었다. 특히 산에 노출되어 센싱을 하는 부분인 은 등과 같은 금속류는 산에 접촉되면 부식되어 재사용이 불가능하여 한 번 노출 여부를 센싱한 부분은 잘라내어 버려야 하는 불편함을 여전히 가지고 있었다.

특히, 밴드타입(BEND TYPE) 리크 감지센서(LEAK DETECTION SENSOR)는 전선을 통해 전류가 흐르는 동안 물이 전선에 닿게 되면 저항값이 변하게 되어 그 저항값의 변화에 따라 누수 여부를 감지할 수 있다. 이와 같은 밴드타입 리크 감지센서는 저가의 비용으로 넓은 면적의 누수를 감지할 수 있고, 설치가 간편한 장점이 있다.

그러나 높은 습도 또는 외부의 충격에 의해 에러(ERROR) 발생률이 높고, 정확한 누수 위치를 손쉽게 확인할 수 없는 문제점이 있으며, 설치의 연계성이 없어 제품설치의 조잡성이 있다. 또한, 성능에 비해 가격이 고가인 문제점이 있고, 설치시 바닥에 고정할 브라켓을 따로 설치해야 하므로 설치가 어려운 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 한국등록특허 제10-1479177호에는 테이프나 시트 형태로 별도의 브라켓 없이도 리크의 발생이 예상되는 곳에 부착되어 누수된 유체가 발생되는 경우 이를 신속히 감지할 수 있는 물성감지 리크센서가 개시되어 있으나, 이 또한, 물성감지 리크센서가 일체로 결합되어 있는 상태인 관계로 누출된 누액을 제거하기 쉽지 않아 유지관리가 어려운 관계로 제품 전체를 교체해야하는 한계점이 있었다.

또한, 종래의 리크센서들의 경우, 설치되는 공간 상에 제약이 있을 경우, 코너커넥터를 매개로 2개의 리크센서를 연결하여 방향을 전환할 수 있었으나, 방향 전환을 위해 2개 이상의 리크센서가 필요한 것은 물론, 고가의 코너커넥터가 필요한 관계로 원가 문제와 함께 유지 관리가 어려운 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-0909241호(2009.07.17. 등록) 한국등록특허 제10-1479177호(2014.12.29. 등록)

본 발명은 공간 상 제약이 있는 위치나 협소한 공간에도 코너커넥터와 같은 설비 없이도 플렉서블한 특징을 가져 방향을 전환하여 용이하게 설치할 수 있으며, 물과 화학용액을 별도로 분리하여 감지할 수 있어 비, 눈, 우박 등에 노출되어 있는 야외환경에서도 용이하게 사용할 수 있는 성상분리센서에 관한 것이다.

상기 검출라인(110, 120)의 소재는 스테인리스인 것을 특징으로 한다.

상기 접착층(211, 221)의 소재는 폴리에틸렌(PE, polyethylene)인 것을 특징으로 한다.

상기 절연부(200)의 소재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate)인 것을 특징으로 한다.

상기 검출라인(110, 120)의 두께(L3)는 0.1 내지 0.3mm이고, 상기 절연필름(210, 220)의 두께(L1, L5)는 0.1 내지 0.3mm이며, 상기 접착층(211, 221)의 두께는 0.05 내지 0.08mm인 것을 특징으로 한다.

상기 검출부(100) 및 상기 절연부(200)의 두께(L6) 합은 0.6mm인 것을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)의 일단을 전기적으로 연결하는 엔드커넥터(300); 및 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)의 타단을 각각 전기적으로 연결하는 케이블을 매개로 연결 설치되는 제어유닛(400);이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어유닛(400)은 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인에 전압을 입력하는 전압입력부(410); 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 나머지 하나의 검출라인을 통해 출력되는 전류를 측정하는 전류측정부(420); 및 상기 전류측정부(420)에서 측정된 전류값을 기설정된 단선, 정상 동작, 물 존재 감지, 화학용액 존재 감지 전류값과 비교하여, 단선인지, 정상 동작인지, 물이 존재하는지, 화학용액이 존재하는지 여부를 판단하는 판단부(430);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부(430)의 기설정된 단선 감지 전류값은 0이고, 정상 동작 감지 전류값은 0 초과 10mA 미만이고, 기설정된 물 존재 감지 전류값은 10mA 이상 350mA 미만이며, 기설정된 화학용액 존재 감지 전류값은 350mA 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 물과 화학용액을 분리하여 감지할 수 있어 비나 눈, 우박 등에 노출되는 야외 환경에서도 오작동 없이 사용할 수 있는 이점이 있다.

그리고 본 발명은 공간 상 제약이 있는 위치나 협소한 공간에도 별도의 코너커넥터와 같은 부가 설비 없이도 플렉서블한 특징을 가지는 관계로 접어서 용이하게 방향을 전환할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 절연필름 중 검출라인과 맞닿는 영역에 형성된 접착층을 형성함에 따라 검출라인과 절연필름을 롤러에 의해 가열 압착하는 과정에서 검출라인과 절열필름 간의 박리나 이탈을 방지하는 것은 물론, 안정성 및 내구성이 우수하여 장기간 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 검출부와 절연부를 가열 압착하여 제조된 상태에서 길이방향을 따라 말려 있는 스트립 형태의 제품으로 제공함에 따라 보관, 운반 및 재고 관리가 용이한 것은 물론, 제공된 스트립 형태의 제품을 사용자가 선택적으로 절단하여 사용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 C를 확대한 모습을 도시한 확대도이다.
도 4는 도 1의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 검출부 및 절연부가 스트립 형태로 말려 있는 상태를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 C를 확대한 모습을 도시한 확대도이고, 도 4는 도 1의 B-B' 단면을 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 검출부 및 절연부가 스트립 형태로 말려 있는 상태를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 물과 화학용액을 분리하여 감지할 수 있는 것은 물론, 공간 상 제약이 있는 위치나 협소한 공간에도 별도의 코너커넥터와 같은 부가 설비 없이도 플럭서블한 특징을 가져 용이하게 접어서 방향 전환이 가능한 성상분리센서에 관한 것으로서, 한 쌍의 검출라인(110, 120)이 폭방향으로 이격되어 나란히 배치된 검출부(100)와, 상기 검출부(100)와 대향하는 길이방향을 따라 등간격으로 검출홀(210a, 220a)이 형성된 절연필름(210, 220)과 상기 절연필름(210, 220) 중 상기 검출라인(110, 120)과 맞닿은 영역에 형성된 접착층(211, 221)으로 이루어진 절연부(200)가 포함된다.

상기 검출부(100)는 물이나 화학용액과 같은 누액 존재시에 통전 현상을 발생시키도록 하는 수단으로서, 폭 방향으로 좁고 길이 방향으로 긴 띠 형태를 갖고, 폭방향을 따라 나란히 이격 배치되는 한 쌍의 검출라인(110, 120)으로 이루어진다.

상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)은 전도성 금속으로 이루어지며, 서로 이격 배치함으로써, 상기 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인(110)과 나머지 하나의 검출라인(120)이 이격된 공간에 물이나 화학용액과 같은 누액이 존재하는 경우, 전기적으로 단절되어 있던 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)이 연통되어 전기가 흐르게 되고, 이러한 통전 현상이 발생되어 이를 감지하는 방식으로 작동하게 되는 것이다.

그리고 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)의 소재는 전도성 금속인 스테인리스인 것이 바람직하며, 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인은 전자주개(electron donor)로서, 산화가 일어나는 환원제(Reducing agent)의 역할을 하게 되고, 나머지 하나의 검출라인은 전자 받개(electron acceptor)로서, 환원이 일어나는 산화제(Oxidizing agent)역할을 하게 된다.

즉, 상기 어느 하나의 검출라인과, 나머지 하나의 검출라인 사이 이격된 공간에 물이나 화학용액과 같은 누액이 존재하면, 이 누액이 전해질 역할을 하게 되어 전하는 띈 물질의 이동이 일어나며, 이때 나타나는 전류값을 기설정된 물 존재, 화학용액 감지 전류값과 비교하여 누액이 물인지 화학용액인지 감지할 수 있는 것이다.(물은 화학용액에 비해 상대적으로 약전해질에 해당하므로 화학용액이 존재하는 경우에 비해 낮은 전류값이 출력됨)

이때, 상기 검출라인(110, 120)은 SUS 304, SUS 316, SUS 316L 등이 선택적으로 적용될 수 있다.

특히, SUS 304는 탄소 0.08 중량%, 크롬 18~20중량%, 니켈 8~11중량%를 함유한 강으로서, 내식성 및 내열성이 우수한 특징을 가지며, SUS 316은 탄소 0.08 중량%, 크롬 16~18중량%, 니켈 10~14중량% 및 소량의 규소를 함유한 강으로서, 내식성, 내산성, 내약품성이 우수하나, SUS 304에 비해 상대적으로 강도가 약한 특징을 갖는다. 그리고 SUS 316L은 탄송 0.03중량%, 크롬 12~15중량%, 니켈 16~18중량%를 함유한 강으로서, 탄소 함량을 줄여 가공성이 우수하나, 강도는 약한 특징을 가지며, 입계부식에 강한 특징이 있는 바, 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서가 노출되는 환경 및 원가 맞춰 선택적으로 적용할 수 있을 것이다.

상기 절연부(200)는 전기가 통하지 않는 절연 소재로 이루어지고, 상기 검출부(100)를 보호하되, 상기 검출부(100)의 일부 영역은 외부로 노출시킬 수 있도록 하는 수단으로서, 상기 검출부(100)의 상하에 각각 배치되어 접착되는 절연필름(210, 220)과, 상기 절연필름(210, 220) 중 상기 검출라인(210, 220)과 맞닿는 영역에 형성된 접착층(211, 221)으로 이루어진다.

상기 절연필름(210, 220)은 상기 검출라인(110, 120)을 보호하되, 상기 검출라인(110, 120)의 일부 영역은 외부로 노출시킴으로써, 상기 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인(110)이 외부로 노출된 영역과 나머지 하나의 검출라인(120)이 외부로 노출된 영역에 걸쳐 물이나 화학용액과 같은 누액이 존재하는 경우, 전기적으로 단절되어 있던 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)이 연통됨으로써 전기가 흐르게 되고, 이러한 통전 현상이 발생되면, 이 통전을 감지하는 방식으로 작동되도록 하는 수단으로서, 전기가 통하지 않는 절연 소재인 동시에 내열성, 내오염성, 내화학성 및 내식이 우수하여 외부에 노출된 환경에서도 사용 가능하며, 플렉서블한 특징을 갖도록 소재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate)인 것이 바람직하다.

그리고 상기 절연필름(210, 220)은 상기 검출부(100)의 상하에 각각 배치되는 롤러에 의해 가열 압착되는 방식으로 제조될 수 있으며, 상기 검출부(100)와 대향하는 길이방향을 따라 등간격으로 검출홀(210a, 220a)이 형성된다.

특히, 상기 검출부(100) 중 어느 하나의 검출라인(110)이 상기 검출홀(210a)을 통해 외부로 노출된 영역과, 나머지 하나의 검출라인(120)이 상기 검출홀(220a)을 통해 외부로 노출된 영역 간의 거리가 가까울수록 상대적으로 적은 양의 누액이 존재에도 이를 감지할 수 있으므로, 상기 절연필름(210, 220)에 각각 형성된 검출홀(210a, 220a)은 상기 검출부(100) 중 어느 하나의 검출라인(110)을 외부로 노출시키는 검출홀(210a)과, 상기 검출부(100) 중 나머지 하나의 검출라인(210)을 외부로 노출시키는 검출홀(220a) 간의 거리가 근접하도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 일실시예에서 상기 검출홀(210a, 220a)은 평면으로 바라볼 때, 육각형 형상으로 형성하였으나, 상기 검출홀(210a, 220a)의 형상은 이에 한정되지 않고 원형, 삼각형, 사각형 및 그 밖에 다각형 형태가 선택적으로 적용될 수 있다.

그리고 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서는 상기 검출부(100)와 상기 절연부(200)를 가열 압착하여 제조한 상태에서 길이방향을 따라 말려 있는 스트립 형태의 제품으로 제공할 수 있으며, 실제 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서는 누액 감지를 위해 설치하는 과정에서 사용자가 필요한 길이만큼 절단하여 사용할 수 있다.

상기 접착층(211, 221)은 상기 검출라인(110, 120)과 상기 절연필름(210, 220)을 롤러에 의해 가열 압착하는 과정에서 상기 검출라인(110, 120)과 상기 절연필름(210, 220) 간의 박리나 이탈이 없이 견고히 접착될 수 있도록 하는 수단으로서, 상기 검출라인(110, 120)과 상기 절연필름(210, 220)이 용이하게 접착될 수 있도록 하는 접착층으로서의 역할을 수행한다.

특히, 상기 접착층(211, 221)은 상기 절연필름(210, 220) 중 상기 검출라인(110, 120)과 맞닿는 영역에 형성되며, 그 소재는 전기가 통하지 않는 절연 소재인 동시에 내수성, 내산성, 내알칼리성 및 열안정성이 우수한 폴리에틸렌(PE, polyethylene)인 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서는 공간 상 제약이 있는 위치나 협소한 공간에서도 코너커넥터와 같은 부가 설비 없이도 플렉서블한 특징을 가져 접어세 방향 전환을 할 수 있도록 상기 검출라인(110, 120)의 두께(L3)는 0.1 내지 0.3mm이고, 상기 절연필름(210, 220)의 두께(L1, L5)는 0.1 내지 0.3mm이며, 상기 접착층(211, 221)의 두께(L2, L4)는 0.05 내지 0.08mm인 것이 바람직하다.

즉, 상기 검출라인(110, 120)의 두께(L3)는 안정적인 검출저항과 함께 수십차례 반복적인 사용이 가능하며, 충분한 굽힘력을 가질 수 있도록 0.1 내지 0.3mm로 이루어지는 것이며, 상기 절연필름(210, 220)의 두께(L1, L5) 및 상기 접착층(211, 221)의 두께(L2, L4)는 롤러에 의해 상기 검출라인(110, 120)에 가열 압착하는 과정에서 상기 검출부(100)와 상기 절연부(200) 간에 박리나 이탈을 방지할 수 있도록 각각 0.1 내지 0.3mm, 0.05 내지 0.08mm로 이루어지는 것이다.

상기 검출부(100) 및 상기 절연부(200)의 두께(L6) 합, 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 두께(L6)은 충분한 급힘력을 갖는 동시에 박리나 이탈은 방지할 수 있도록 0.6mm인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서는 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)의 일단을 전기적으로 연결하는 엔드커넥터(300)와, 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)의 타단을 각각 전기적으로 연결하는 케이블을 매개로 연결 설치되는 제어유닛(400)이 더 포함될 수 있다.

상기 엔드커넥터(300) 및 상기 제어유닛(400)은 물과 화학용액 및 단선을 분리하여 감지할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.

즉, 상기 엔드커넥터(300)는 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서가 누액이 없이 정상 동작하고 되어야 하는 상황에서 전류가 흐르지 않는 단선 상태를 확인하기 위해 설치되는 것으로서, 상기 제어유닛(400)에서 출력되는 전류값이 0인 경우 단선으로 판단하게 되는 것이다.

상기 제어유닛은(400) 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인에 전압을 입력하는 전압입력부(410)와, 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인을 통해 출력되는 전류를 측정하는 전류측정부(420)와, 상기 전류측정부(420)에서 측정된 전류값을 기설정된 정상 동작, 물 존재 감지, 화학용액 존재 감지 전류값과 비교하여, 정상 동작인지, 물이 존재하는지, 화학용액이 존재하는지 여부를 판단하는 판단부(430)로 구성된다.

상기 전압입력부(410)는 상기 엔드커넥터(300)를 매개로 전기적으로 연결 설치되는 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인(110)에 전압을 인가하는 수단으로서, 특히, 사용자가 DC 3V 내지 DC 24V 내에서 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서가 설치되는 환경에 따라 설정할 수 있다.

즉, V(전압)=I(전류)*R(저항) 수식에서, R(저항)에 변화를 주는 요인(검출부의 길이, 검출부의 단면적, 검출부의 소재에 따른 비저항 등)에 따라 전압값을 설정하는 것이며, 이에 따라 단선이 되거나, 물, 화학용액 등과 같은 누액이 존재하지 않는 경우에 일정한 전류값을 출력받을 수 있는 것이다.

예를 들어 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 검출부(100)와 상기 제어유닛(400) 간의 거리가 멀어 입력신호에 노이즈가 많은 환경이라면 DC 24V의 상대적으로 높은 전압을 인가하는 것이 바람직하며, 반대로 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서의 검출부(100)와 상기 제어유닛(400) 간의 거리가 가까워 입력신호에 노이즈가 적은 환경이라면 DC 3V의 상대적으로 낮은 전압을 인가하는 것이 바람직할 것이다.

상기 전류측정부(420)는 상기 전압입력부(410)에서 상기 엔드커넥터(300)를 매개로 전기적으로 연결 설치되는 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 나머지 하나의 검출라인(110)에 전압을 인가함에 따라 상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 나머지 하나의 검출라인(120)을 통해 출력되는 전류를 측정하는 수단이다.

상기 판단부(430)는 상기 전류측정부(420)에서 측정된 전류값을 기설정된 전류값과 비교하여, 누액의 존재 여부를 판단하는 수단으로서, 기설정된 정상 동작 감지 전류값은 0 초과 10mA 미만이고, 기설정된 물 존재 감지 전류값은 10mA 이상 350mA 미만이며, 기설정된 화학용액 존재 감지는 350mA 이상이다.

전술된 기설정된 정상 동작 감지 전류값, 기설정된 물 존재 감지 전류값, 기설정된 화학용액 존재 감지 전류값은 본 발명의 실시예에 따라 하기의 표에 설정된 조건에 의해 나타나는 전류값을 측정한 결과를 통해 설정한 것이다.

항목	검출라인 길이	입력전압
설정조건	120m	DC 3V

표 1은 기설정된 정상 동작 감지 전류값, 물 존재 감지 전류값 및 화학용액 감지 전류값의 최소값(하한값)을 설정하기 위한 것으로서, 저항(R)을 최대로 설정(검출라인의 길이 120m), 전압(V)을 최소로 설정(입력전압 DC 3V)하여 측정하였다.

항목	검출라인 길이	입력전압
설정조건	5m	DC 24V

표 2는 기설정되는 정상 동작 감지 전류값, 물 존재 감지 전류값 및 화학용액 존재 감지 전류값의 최대값(상한값)을 설정하기 위한 것으로서, 저항(R)을 최소로 설정(검출라인의 길이 5m), 전압(V) 최대로 설정(입력전압 DC 24V)하여 측정하였다.

단, 표 1 및 표 2에서 검출라인(110, 120)의 단면적은 동일한 것을 적용하였다. 표 1에서 물의 양은 1mL, 화학용액의 양은 1mL인 경우에 맞춰 물 존재 감지 전류값과, 화학용액 존재 감지 전류값을 측정하였으며, 이때, 화학용액은 질산은, 가성소다, 황산, 염산 등과 같은 화학용액 10중량% 및 물 90%가 혼합된 용액을 지칭하며, 표 2에서 물의 양은 본 발명의 검출부(100) 및 절연부(200)가 침전되는 정도의 충분한 양으로 측정하였으며, 화학용액의 양은 본 발명의 검출부(100) 및 절연부(200)가 침전되는 정도의 충분한 양으로 측정하였다. 이때, 화학용액은 질산은, 가성소다, 황산, 염산 등과 같은 화학용액 20중량% 및 물 80%가 혼합된 용액을 지칭한다.

	정상 동작	물 존재	화학용액 존재
측정 전류값	0 초과 5mA 미만	10mA 초과 30mA 미만	350mA 이상

	정상 동작	물 존재	화학용액 존재
측정 전류값	0 초과~10mA 미만	20mA 초과 350mA 미만	400mA 이상

표 3은 표 1에 따라 측정된 정상 동작, 물 존재, 화학용액 존재시에 나타나는 전류값이고, 표 4는 표 2에 따라 측정된 정상 동작, 물 존재, 화학용액 존재시에 나타나는 전류값이다.

입력전압이 최소 DC 3V ~ 최대 DC 24V인 조건에서 물이나 화학용액이 존재하 지 않아 정상 동작하는 경우, 0 초과 10mA미만의 전류값이 나타나는 것으로 확인하였으며, 이에 따라 기설정된 정상 동작 감지 전류값은 0 초과 10mA미만으로 설정하였다.

입력전압이 최소 DC 3V ~ 최대 DC 24V인 조건에서 물이 존재하는 경우, 10mA 초과 350mA 미만의 전류값이 나타는 것으로 확인하였으며, 이에 따라 기설정된 물 존재 감지 전류값은 10mA 초과 350mA 미만으로 설정하였다.

입력전압이 최소 DC 3V ~ 최대 DC 24V인 조건에서 화학용액이 존재하는 경우, 350mA 이상의 전류값이 나타는 것으로 확인하였으며, 이에 따라 기설정된 화학용액 존재 감지 전류값은 350mA 이상으로 설정하였다.

한편, 상기 판단부(430)에서는 상기 전류측정부(420)로부터 측정된 전류값이 0인 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서가 단선된 것으로 판단할 수 있을 것이다.

추가적으로 본 발명의 일실시예에 따른 성상분리센서는 단선, 정상 동작인지, 물이 존재하는지, 화학용액이 존재하는지 판단하는 상기 판단부(340)와 전기적으로 연결 설치되어 상기 판단부(340)로부터 판단 신호를 전달받아, 이 전달받은 신호에 따라 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 단선, 정상 동작, 물 존재, 화학용액 존재에 따라 다른 시각정보를 디스플레이하는 모니터; 또는/및 사용자가 청각적으로 인식할 수 있도록 단선, 정상 동작, 물 존재, 화학용액 존재에 따라 다른 청각정보를 음성으로 출력하는 음성출력장치;를 추가 구성할 수도 있을 것이다.

상기와 같은 구성으로 인해 본 발명의 성상분리센서는 물과 화학용액을 분리하여 감지할 수 있어 비나 눈, 우박 등에 노출되는 야외 환경에서도 오작동없이 사용할 수 있는 이점이 있다.

그리고 공간 상 제약이 있는 위치나 협소한 공간에도 별도의 코너커넥터와 같은 설비 없이도 플렉서블한 특징을 가지는 관계로 접어서 용이하게 방향을 전환할 수 있는 이점이 있다.

또한, 절연필름(210, 220) 중 검출라인(110, 120)과 맞닿는 영역에 형성된 접착층(211, 221)을 형성함에 따라 검출라인(110, 120)과 절연필름(210, 220)을 롤러에 의해 가열 압착하는 과정에서 검출라인(110, 120)과 절열필름(210, 220) 간의 박리나 이탈을 방지하는 것은 물론, 안정성 및 내구성이 우수하여 장기간 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 검출부(100)와 절연부(200)가 가열 압착하여 제조된 상태에서 길이방향을 따라 말려 있는 스트립 형태의 제품으로 제공함에 따라 보관, 운반 및 재고 관리가 용이한 것은 물론, 제공된 스트립 형태의 제품을 사용자가 선택적으로 절단하여 사용할 수 있는 이점이 있다.

발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 검출부 110, 120: 검출라인
200: 절연부 210, 220: 절연필름
210a, 220a: 검출홀 211, 221: 접착층
300: 엔드커넥터 400: 제어유닛
410: 전압입력부 420: 전류측정부
430: 판단부

Claims

전도성 금속으로 이루어진 한 쌍의 검출라인(110, 120)이 폭방향으로 이격되어 나란히 배치된 검출부(100);
상기 검출부(100)의 상하에 각각 배치되어 접착되며, 상기 검출부(100)와 대향하는 길이방향을 따라 등간격으로 검출홀(210a, 220a)이 형성된 절연필름(210, 220)과, 상기 절연필름(210, 220) 중 상기 검출라인(110, 120)과 맞닿는 영역에 접착층(211, 221)으로 이루어진 절연부(200);
상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)의 일단을 전기적으로 연결하는 엔드커넥터(300); 및
상기 한 쌍의 검출라인(110, 120)의 타단을 각각 전기적으로 연결하는 케이블을 매개로 연결 설치되는 제어유닛(400);을 포함하고,
상기 제어유닛(400)은,
상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 어느 하나의 검출라인에 전압을 입력하는 전압입력부(410);
상기 한 쌍의 검출라인(110, 120) 중 나머지 하나의 검출라인을 통해 출력되는 전류를 측정하는 전류측정부(420); 및
상기 전류측정부(420)에서 측정된 전류값을 기설정된 단선, 정상 동작, 물 존재 감지, 화학용액 존재 감지 전류값과 비교하여, 단선인지, 정상 동작인지, 물이 존재하는지, 화학용액이 존재하는지 여부를 판단하는 판단부(430);로 구성되며,
상기 판단부(430)의 기설정된 단선 감지 전류값은 0이고, 정상 동작 감지 전류값은 0 초과 10mA 미만이고, 기설정된 물 존재 감지 전류값은 10mA 이상 350mA 미만이며, 기설정된 화학용액 존재 감지 전류값은 350mA 이상이고,
상기 검출라인(110, 120)의 두께(L3)는 0.1 내지 0.3mm이고, 상기 절연필름(210, 220)의 두께(L1, L5)는 0.1 내지 0.3mm이며, 상기 접착층(211, 221)의 두께는 0.05 내지 0.08mm이며,
상기 검출부(100) 및 상기 절연부(200)의 두께(L6) 합은 0.6mm이고,
상기 접착층(211, 221)은 상기 절연필름(210, 220)을 상기 검출부(100)의 상하에 각각 배치된 롤러에 의해 가열 압착함으로써 상기 절연필름(210, 220) 중 상기 검출라인(110, 120)과 맞닿은 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 성상분리센서.
청구항 1에 있어서,
상기 검출라인(110, 120)의 소재는 스테인리스인 것을 특징으로 하는 성상분리센서.
청구항 1에 있어서,
상기 접착층(211, 221)의 소재는 폴리에틸렌(PE, polyethylene)인 것을 특징으로 하는 성상분리센서.
청구항 1에 있어서,
상기 절연부(200)의 소재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate)인 것을 특징으로 하는 성상분리센서.
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