KR101537661B1 - 기체투과도 측정 장치 및 기체투과도 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기체투과도 측정장치 및 기체투과도 측정 방법을 제공한다. 이 기체투과도 측정 장치는 측정가스로 채워지고 일정한 압력으로 유지되는 제1 챔버; 제1 챔버와 직렬 연결된 제2 챔버; 상기 제2 챔버와 직렬 연결된 제3 챔버; 관통홀을 포함하고 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 서로 분리하는 분리판; 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 연결부위에 배치되어 상기 분리판의 관통홀을 통과하는 컨덕턴스를 조절하는 컨덕턴스 조절부; 상기 제3 챔버에 연결되어 상기 제3 챔버를 배기시키는 진공 펌프;및 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 차압을 측정하는 차압계를 포함한다. 시료는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 연결 부위에 배치되고, 상기 측정 가스는 상기 시료를 투과하여 상기 제2 챔버로 전달되고, 상기 컨덕턴스 조절부는 적어도 2 개의 서로 다른 컨덕턴스를 순차적으로 제공한다.
Description
본 발명은 기체투과도 측정 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 기생 컨덕턴스에 의한 에러를 감소시킨 기체투과도 측정 장치에 관한 것이다.
기체투과성의 측정방법 중에서 차압법은 시료의 한 쪽에 기체를 도입하고, 반대측을 진공으로 유지할 때, 투과된 기체에 의한 진공측의 압력증가량를 컨덕탄스가 알려진 오리피스(관통홀) 양단의 차압을 압력 센서로 측정하여 기체투과도를 결정하는 방법이다.
그러나, 이러한 차압법은 진공측의 기생 컨덕턴스에 의하여 정밀한 투과도 측정에 한계가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 정밀한 기체투과도 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기체투과도 측정 장치는 측정가스로 채워지고 일정한 압력으로 유지되는 제1 챔버; 제1 챔버와 직렬 연결된 제2 챔버; 상기 제2 챔버와 직렬 연결된 제3 챔버; 관통홀을 포함하고 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 서로 분리하는 분리판; 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 연결부위에 배치되어 상기 분리판의 관통홀을 통과하는 컨덕턴스를 조절하는 컨덕턴스 조절부; 상기 제3 챔버에 연결되어 상기 제3 챔버를 배기시키는 진공 펌프;및 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 차압을 측정하는 차압계를 포함한다. 시료는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 연결 부위에 배치되고, 상기 측정 가스는 상기 시료를 투과하여 상기 제2 챔버로 전달되고, 상기 컨덕턴스 조절부는 적어도 2 개의 서로 다른 컨덕턴스를 순차적으로 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 챔버에 연결된 압력계; 상기 제1 챔버에 연결된 보조 진공 펌프; 상기 제1 챔버를 배기하기 위하여 상기 제1 챔버와 상기 보조 진공 펌프 사이에 배치되는 제1 밸브; 상기 측정 가스를 저장하는 가스통; 및 상기 가스통에 저장된 측정 가스를 상기 제1 챔버에 전달하기 위하여 상기 가스통과 상기 제1 챔버 사이를 배치되는 제2 밸브;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컨덕턴스 조절부는 중심축에서 일정간 반경을 가진 원주 상에 배치된 서로 다른 반경의 오리피스들을 포함하는 회전판; 상기 회전판을 상기 분리판에 고정하고 상기 회전판의 회전 운동을 제공하는 회전축; 상기 회전판의 외측면에 형성된 톱니와 결합하여 회전력을 전달하는 톱니를 가진 보조 회전판; 및 상기 보조 회전판에 회전 운동을 제공하는 보조 회전축을 포함할 수 있다. 상기 보조 회전축은 상기 제2 챔버에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기체투과도 측정 장치는 측정가스로 채워지고 일정한 압력으로 유지되는 제1 챔버; 상기 제1 챔버와 직렬 연결된 제2 챔버; 상기 제2 챔버와 직렬 연결되는 제3 챔버; 관통홀을 포함하고 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 서로 분리하는 분리판; 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 연결부위에 배치되어 상기 분리판의 관통홀을 통과하는 컨덕턴스를 조절하는 컨덕턴스 조절부; 상기 제3 챔버에 연결되어 상기 제3 챔버를 배기시키는 진공 펌프; 상기 제2 챔버의 압력을 측정하는 상부 압력계; 상기 제3 챔버의 압력을 측정하는 하부 압력계; 및 상기 상부 압력계의 측정 신호와 상기 하부 압력계의 측정 신호를 이용하여 상기 시료의 기체 투과도를 산출하는 처리부를 포함한다. 상기 시료는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 연결 부위에 배치되고, 상기 측정 가스는 상기 시료를 투과하여 상기 제2 챔버로 전달되고, 상기 컨덕턴스 조절부는 적어도 2 개의 서로 다른 컨덕턴스를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기체투과도 측정 방법은 시료를 직렬 연결된 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 장착하는 단계; 제1 챔버, 제2 챔버, 제3 챔버를 배기하는 단계; 측정 가스를 상기 제1 챔버에 충진하여 일정한 압력으로 유지하는 단계; 상기 제1 챔버에 충진된 상기 측정가스를 상기 시료를 투과시켜 제2 챔버에 제공하는 단계; 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이에 제1 컨덕턴스를 가진 제1 오리피스를 통하여 제2 챔버에 전달된 상기 측정 가스를 상기 제3 챔버에 전달하는 단계; 상기 제1 오리피스에 의한 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이의 제1 차압을 측정하는 단계; 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이에 제2 컨덕턴스를 가진 제2 오리피스를 통하여 제2 챔버에 전달된 상기 측정 가스를 상기 제3 챔버에 전달하는 단계; 상기 제2 오리피스에 의한 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이의 제2 차압을 측정하는 단계; 및 상기 제1 차압, 제2 차압, 제1 컨덕턴스, 및 제2 컨덕턴스를 이용하여 상기 시료의 기체 투과도를 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기체 투과도 측정 방법은 기생 컨덕턴스를 제거하여 정밀한 기체투과도를 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체투과도 측정 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 컨덕턴스 조절부를 설명하는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체투과도 측정 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 컨덕턴스 조절부를 설명하는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체투과도 측정 장치를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체투과도 측정 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 컨덕턴스 조절부를 설명하는 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기체투과도 측정 장치(100)는 측정가스로 채워지고 일정한 압력으로 유지되는 제1 챔버(110), 상기 제1 챔버(110)와 직렬 연결된 제2 챔버(120), 상기 제2 챔버와 직렬 연결된 제3 챔버(130), 관통홀(142)을 포함하고 상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130)를 서로 분리하는 분리판(140), 상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130)의 연결부위에 배치되어 상기 분리판의 관통홀(142)을 통과하는 컨덕턴스를 조절하는 컨덕턴스 조절부(150), 상기 제3 챔버(130)에 연결되어 상기 제3 챔버(130)를 배기시키는 진공 펌프(160),및 상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130)의 차압을 측정하는 차압계(170)를 포함한다. 시료(10)는 상기 제1 챔버(110)와 상기 제2 챔버(120)의 연결 부위에 배치되고, 상기 측정 가스는 상기 시료(10)를 투과하여 상기 제2 챔버(120)로 전달되고, 상기 컨덕턴스 조절부는 적어도 2 개의 서로 다른 컨덕턴스를 제공한다.
상기 시료(10)의 기체투과도(K)는 다음으로부터 정의된다.
Q는 단위 시간당 투과하는 흐름률이고, A는 시료의 면적이고, K는 시료의 기체투과도이고, L은 시료의 두께이고, C는 오리피스의 컨덕턴스이고, Pex은 시료 외부의 압력이고, P1은 오리피스 상부의 압력이고, P2는 오리피스 하부의 압력이고, n은 기체 분자의 해리도이다. 비금속인 경우, n은 1이다. 수소의 금속투과인 경우 n=2이다.
Pex은 대기압으로 설정될 수 있고, P1은 저압으로 설정될 수 있다. 이에 따라, Pex - P1은 Pex로 근사될 수 있다.
상기 시료를 투과한 기체는 제2 챔버에 제공되고, 상기 제2 챔버의 기체는 소정의 컨덕턴스를 가진 오리피스를 통과하여 제3 챔버로 배기될 수 있다. 이 경우, 상기 흐름률 Q은 다음과 같이 주어질 수 있다.
여기서, C는 오리피스(orifice)의 컨덕턴스(conductance)이고, ΔP=P1-P2이다.
수학식 1과 수학 2를 이용하면, 시료의 기체투과도가 측정될 수 있다.
통상적으로, 기체 투과도는 시료 외부에 가하는 압력(Pex)이 1 기압 일때 오리피스 양단의 차압을 측정하여 계산한다. 이 경우, 오리피스의 컨덕턴스는 정확히 정의되지만, 실제 적용시 여러 복합적인 요소에 의하여 유효 컨덕턴스는 영향받을 수 있다. 이에 따라, 기체투과도의 정확도가 감소한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 오리피스의 직경 또는 컨턱턴스를 변화시키면서, 동일한 흐름률 Q을 측정하면, 기체투과도의 정확한 측정이 가능하다.
만일, 오리피스의 컨덕턴스가 각각 C1과 C2인 경우, 서로 다른 컨덕턴스를 가진 두개의 오리피스를 사용하면, 미지의 동일한 흐름률이 결정될 수 있다.
여기서, c는 측정 시스템에 관련된 기생 컨덕턴스이고, C1은 제1 오리피스의 제1 컨덕턴스이다. 제1 컨덕턴스는 기하학적 구조에 의하여 정해진다. ΔP1는 제1 오리피스의 양측의 압력차이다. C1과 ΔP1은 정확한 값이다. 구체적으로, C1은 수학적으로 정의되어 계산된 값이며, ΔP1는 제1 오리피스의 양측의 측정된 압력차이다.
기하학적 구조에 의하여 정해진 컨덕터스 C2를 가진 제2 오리피스를 사용한 경우, 미지의 동일한 흐름률 Q은 다음과 같이 주어질 수 있다.
여기서, C2는 제2 오리피스의 컨덕턴스이다. c는 측정 시스템에 관련된 기생 컨덕턴스이고, ΔP2는 제2 오리피스의 양측의 압력차이다.
구하려는 기체투과량은 수학식 3 및 수학식 4를 이용하여 다음과 같이 주어질 수 있다.
따라서, 정확한 흐름률 Q이 산출될 수 있다. 이에 따라, 수학식 1을 사용하여 기체 투과도 K가 산출될 수 있다.
제1 챔버(110)는 원통 구조일 수 있다. 상기 제1 챔버(110)의 재질은 금속 재질일 수 있다. 압력계(112)는 상기 제1 챔버(110)의 압력을 측정할 수 있다. 제1 밸브(114)는 상기 제1 챔버(110)와 상기 보조 진공 펌프(116) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 밸브가 개방된 경우, 상기 보조 진공 펌프(116)는 상기 제1 챔버(110)를 극진공으로 배기할 수 있다. 상기 제1 챔버(110)가 극진공으로 배기된 상태에서, 상기 제1 밸브(114)는 폐쇄될 수 있다.
가스통(118)은 상기 측정 가스를 저장할 수 있다. 측정 가스는 질소 가스 또는 아르곤 가스일 수 있다. 제2 밸브(116)는 상기 가스통에 저장된 측정 가스를 상기 제1 챔버에 전달하기 위하여 상기 가스통(118)과 상기 제1 챔버(110) 사이를 배치될 수 있다. 상기 제1 챔버(110)를 상기 측정 가스로 충진하기 위하여, 상기 제1 챔버(110)가 극진공으로 유지된 상태에서, 상기 제2 밸브(116)는 개방될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 챔버는 상기 측정 가스로 채워질 수 있다. 상기 제1 밸브(114) 및 상기 제2 밸브(116)가 폐쇄된 경우, 상기 제1 챔버(110)는 일정한 압력(예를 들어, 대기압)으로 유지될 수 있다.
상기 제1 챔버(110)와 상기 제2 챔버(120)의 연결부위에 시료 지지대(119)가 배치될 수 있다. 상기 시료 지지대(119)는 상기 제1 챔버(110)와 상기 제2 챔버(120)를 공간적으로 분리하고, 상기 시료(10)를 장착할 수 있다. 상기 시료는 금속판, 필름, 또는 유전체일 수 있다. 상기 시료는 상기 시료 지지대에 고정되고 실링될 수 있다. 이에 따라, 측정 기체는 오직 상기 시료를 투과하여 상기 제2 챔버로 전달될 수 있다.
상기 제1 챔버(110)의 압력은 대기압 또는 토르 단위의 고압으로 유지되고, 상기 제2 챔버(120)의 압력은 10-6 토르 수준으로 유지될 수 있다.
제2 챔버(120)는 원통형태일 수 있다. 상기 제2 챔버(120)는 금속재질로 형성될 수 있다. 상기 제2 챔버(120)의 상단부의 직경은 상기 제1 챔버(110)의 직경보다 클 수 있다. 상기 제2 챔버(120)의 하단부의 직경은 상기 제2 챔버(120)의 상단부보다 클 수 있다.
상기 제3 챔버(130)는 원통형태일 수 있다. 상기 제3 챔버(130)는 금속재질로 형성될 수 있다. 상기 제3 챔버(130)의 상단부의 직경은 상기 제2 챔버(120)의 하단부의 직경과 동일할 수 있다. 상기 제3 챔버(130)의 하단부의 직경은 상기 제3 챔버(130)의 상단부의 직경보다 작일 수 있다.
상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130)의 연결 부위에 분리판(140)이 배치될 수 있다. 상기 분리판(140)은 상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130)를 공간적으로 분리할 수 있다. 상기 분리판(140)은 중심에 관통홀(142)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(142)을 통하여 측정 가스는 제2 챔버(120)에서 제3 챔버(130)로 확산에 의하여 이동할 수 있다.
상기 제2 챔버(120)의 하단부에 컨덕턴스 조절부(150)가 배치될 수 있다. 상기 컨덕턴스 조절부(150)는 상기 분리판(140)의 관통홀을 일부를 막아 컨덕턴스를 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 컨덕턴스 조절부(150)는 중심축에서 일정간 반경을 가진 원주 상에 배치된 서로 다른 반경의 오리피스들(153a~153d)을 포함하는 회전판(152), 상기 회전판(152)을 상기 분리판(140)에 고정하고 상기 회전판(152)의 회전 운동을 제공하는 회전축(154), 상기 회전판(152)의 외측면에 형성된 톱니와 결합하여 회전력을 전달하는 톱니를 가진 보조 회전판(156), 및 상기 보조 회전판(156)에 회전 운동을 제공하는 보조 회전축(154)을 포함할 수 있다. 상기 보조 회전축(158)은 상기 제2 챔버(120)에 고정된 상태에서 회전할 수 있다.
상기 회전판(152)은 원판 형태일 수 있다. 상기 회전판(152)의 복수의 오리피스들(153a~153d)을 포함할 수 있다. 상기 오리피스(153a~153d)는 상기 분리판(140)의 관통홀과 정렬될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130) 사이의 컨턱턴스가 조절될 수 있다.
상기 오리피스들(153a~153d)은 원형일 수 있다. 상기 오리피스들(153a~153d)은 상기 회전판(152)의 중심에서 일정한 반경의 원주상에 일정한 간격을 가지고 배치될 수 있다.
회전축(154)은 상기 회전판(152)의 중심축에 연결될 수 있다. 상기 회전축(154)은 상기 분리판(140)에 고정될 수 있다. 상기 회전판(152)은 상기 회전축(154)을 중심으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 정렬되는 오리피스의 직경에 따라, 컨덕턴스가 변경될 수 있다.
보조 회전판(156)은 원판 형태일 수 있다. 상기 보조 회전판(156)은 상기 회전판(152)에 회전을 제공할 수 있다. 상기 보조 회전판(156)의 배치 평면은 상기 회전판(152)의 배치 평면과 동일할 수 있다. 상기 회전판(152)의 외측면에는 톱니가 형성될 수 있다. 또한, 상기 보조 회전판(156)의 외측면에는 톱니가 형성될 수 있다. 상기 보조 회전판(156)이 회전함에 따라, 기어 결합하여 상기 회전판(152)이 회전할 수 있다.
상기 보조 회전판(156)의 중심축에 보조 회전축(154)이 배치될 수 있다. 상기 보조 회전축(158)은 상기 보조 회전판(156)의 중심축에 연결될 수 있다. 상기 보조 회전축(158)은 상기 제2 챔버(120)의 외부로 돌출될 수 있다. 상기 보조 회전축(158)이 회전함에 따라, 상기 회전판(152)이 회전할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제3 챔버(130)의 상단부에 컨덕턴스 조절부(150)가 배치될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제2 챔버와 제3 챔버 사이의 컨덕턴스를 조절하는 수단은 카메라 조리개 형태로 변형될 수 있다.
상기 제3 챔버(130)의 하단부는 진공 펌프(160)에 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프(160)는 상기 제3 챔버(130) 및 제2 챔버(120)를 극진공으로 배기할 수 있다.
차압계(170)는 상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130)의 차압을 측정할 수 있다.
상기 압력계(112)의 외부 압력, 상기 차압계(170)의 차압 신호는 처리부(180)에 제공될 수 있다. 상기 처리부(180)는 상기 외부 압력과 컨던턴스에 따른 상기 차압 신호를 처리하여 상기 시료의 기체투과도를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기체투과도 측정 방법은 다음과 같이 수행될 수있다.
시료(10)는 시료 지지대(119)에 장착된다. 상기 시료 지지대(119)는 직렬 연결된 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120) 사이에 배치된다. 이어서, 제1 밸브(114)를 개방하고 제2 밸브(116)를 폐쇄한 상태에서, 제1 챔버(110), 제2 챔버(120), 및 제3 챔버(130)는 배기된다. 제1 챔버(110), 상기 제2 챔버(120), 및 제3 챔버(130)의 압력이 극진동에 도달한 경우, 제1 밸브(114)는 폐쇄될 수 있다. 이어서, 상기 제2 밸브(116)가 개방되고, 측정 가스는 상기 제1 챔버(110)에 제공될 수 있다. 상기 제1 챔버(110)가 일정한 압력에 도달한 경우, 상기 제2 밸브(116)는 폐쇄될 수 있다.
상기 측정 가스는 상기 시료(10)를 투과하여 상기 제2 챔버(120)에 제공될 수 있다. 컨덕턴스 조절부(150)는 제1 컨턱턴스의 제1 오리피스를 제공할 수 있다. 상기 제1 오리피스가 장착된 상태에서, 제2 챔버(120)와 제3 챔버(130)의 제1 차압이 측정될 수 있다.
이어서, 상기 컨덕턴스 조절부(150)는 제2 컨덕턴스의 제2 오리피스를 제공할 수 있다. 상기 제2 오리피스가 장착된 상태에서, 제2 챔버(120)와 제3 챔버(130)의 제2 차압이 측정될 수 있다.
처리부(180)는 상기 제1 차압, 제2 차압, 제1 컨덕턴스, 및 제2 컨덕턴스를 이용하여 상기 시료의 기체 투과도를 산출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체투과도 측정 장치를 설명하는 도면이다. 도 1에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 기체투과도 측정 장치(100a)는 측정가스로 채워지고 일정한 압력으로 유지되는 제1 챔버(110), 상기 제1 챔버(110)와 직렬 연결된 제2 챔버(120), 상기 제2 챔버(120)와 직렬 연결되는 제3 챔버(130), 관통홀을 포함하고 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 서로 분리하는 분리판(140), 상기 제2 챔버(120)와 상기 제3 챔버(130)의 연결부위에 배치되어 상기 분리판의 관통홀을 통과하는 컨덕턴스를 조절하는 컨덕턴스 조절부(150), 상기 제3 챔버(130)에 연결되어 상기 제3 챔버(130)를 배기시키는 진공 펌프(160), 상기 제2 챔버(120)의 압력을 측정하는 상부 압력계(171a), 상기 제3 챔버(130)의 압력을 측정하는 하부 압력계(171b), 및 상기 상부 압력계(171a)의 측정 신호와 상기 하부 압력계(171b)의 측정 신호를 이용하여 상기 시료의 기체 투과도를 산출하는 처리부(180)를 포함한다. 상기 시료(10)는 상기 제1 챔버(110)와 상기 제2 챔버(120)의 연결 부위에 배치되고, 상기 측정 가스는 상기 시료(10)를 투과하여 상기 제2 챔버(120)로 전달되고, 상기 컨덕턴스 조절부(150)는 적어도 2 개의 서로 다른 컨덕턴스를 제공한다.
상부 압력계(171a)는 컨덕턴스 조절부의 컨덕턴스에 따라 제2 챔버의 압력을 측정할 수 있다. 하부 압력계(171b)는 컨덕턴스 조절부의 컨덕턴스에 따라 제3 챔버의 압력을 측정할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: 제1 챔버 120: 제2 챔버
130: 제3 챔버 140: 분리판
150: 컨덕턴스 조절부
160: 진공 펌프 170: 차압계
130: 제3 챔버 140: 분리판
150: 컨덕턴스 조절부
160: 진공 펌프 170: 차압계
Claims (5)
- 측정가스로 채워지고 일정한 압력으로 유지되는 제1 챔버;
제1 챔버와 직렬 연결된 제2 챔버;
상기 제2 챔버와 직렬 연결된 제3 챔버;
관통홀을 포함하고 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 서로 분리하는 분리판;
상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 연결부위에 배치되어 상기 분리판의 관통홀을 통과하는 컨덕턴스를 조절하는 컨덕턴스 조절부;
상기 제3 챔버에 연결되어 상기 제3 챔버를 배기시키는 진공 펌프;및
상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 차압을 측정하는 차압계를 포함하고,
시료는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 연결 부위에 배치되고,
상기 측정 가스는 상기 시료를 투과하여 상기 제2 챔버로 전달되고,
상기 컨덕턴스 조절부는 제1 및 제2 컨덕턴스(C1,C2)를 순차적으로 제공하고,
기체투과량(Q)은
으로 주어지고, C1은 제1 컨덕턴스이고, C2는 제2 컨덕턴스이고, ΔP1는 제1 컨턱턴스의 양측의 압력차이고, ΔP2는 제2 컨턱턴스의 양측의 압력차인 것을 특징으로 하는 기체투과도 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 챔버에 연결된 압력계;
상기 제1 챔버에 연결된 보조 진공 펌프;
상기 제1 챔버를 배기하기 위하여 상기 제1 챔버와 상기 보조 진공 펌프 사이에 배치되는 제1 밸브;
상기 측정 가스를 저장하는 가스통; 및
상기 가스통에 저장된 측정 가스를 상기 제1 챔버에 전달하기 위하여 상기 가스통과 상기 제1 챔버 사이를 배치되는 제2 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기체투과도 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 컨덕턴스 조절부는:
중심축에서 일정간 반경을 가진 원주 상에 배치된 서로 다른 반경의 오리피스들을 포함하는 회전판;
상기 회전판을 상기 분리판에 고정하고 상기 회전판의 회전 운동을 제공하는 회전축;
상기 회전판의 외측면에 형성된 톱니와 결합하여 회전력을 전달하는 톱니를 가진 보조 회전판; 및
상기 보조 회전판에 회전 운동을 제공하는 보조 회전축을 포함하고,
상기 보조 회전축은 상기 제2 챔버에 고정되는 것을 특징으로 하는 기체투과도 측정 장치. - 측정가스로 채워지고 일정한 압력으로 유지되는 제1 챔버;
상기 제1 챔버와 직렬 연결된 제2 챔버;
상기 제2 챔버와 직렬 연결되는 제3 챔버;
관통홀을 포함하고 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 서로 분리하는 분리판;
상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버의 연결부위에 배치되어 상기 분리판의 관통홀을 통과하는 컨덕턴스를 조절하는 컨덕턴스 조절부;
상기 제3 챔버에 연결되어 상기 제3 챔버를 배기시키는 진공 펌프;
상기 제2 챔버의 압력을 측정하는 상부 압력계;
상기 제3 챔버의 압력을 측정하는 하부 압력계; 및
상기 상부 압력계의 측정 신호와 상기 하부 압력계의 측정 신호를 이용하여 시료의 기체 투과도를 산출하는 처리부를 포함하고,
상기 시료는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 연결 부위에 배치되고,
상기 측정 가스는 상기 시료를 투과하여 상기 제2 챔버로 전달되고,
상기 컨덕턴스 조절부는 제1 및 제2 컨덕턴스(C1,C2)를 순차적으로 제공하고,
기체투과량(Q)은
으로 주어지고, C1은 제1 컨덕턴스이고, C2는 제2 컨덕턴스이고, ΔP1는 제1 컨턱턴스의 양측의 압력차이고, ΔP2는 제2 컨턱턴스의 양측의 압력차인 것을 특징으로 하는 기체투과도 측정 장치. - 시료를 직렬 연결된 제1 챔버와 제2 챔버 사이에 장착하는 단계;
제1 챔버, 제2 챔버, 제3 챔버를 배기하는 단계;
측정 가스를 상기 제1 챔버에 충진하여 일정한 압력으로 유지하는 단계;
상기 제1 챔버에 충진된 상기 측정가스를 상기 시료를 투과시켜 제2 챔버에 제공하는 단계;
상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이에 제1 컨덕턴스를 가진 제1 오리피스를 통하여 제2 챔버에 전달된 상기 측정 가스를 상기 제3 챔버에 전달하는 단계;
상기 제1 오리피스에 의한 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이의 제1 차압을 측정하는 단계;
상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이에 제2 컨덕턴스를 가진 제2 오리피스를 통하여 제2 챔버에 전달된 상기 측정 가스를 상기 제3 챔버에 전달하는 단계;
상기 제2 오리피스에 의한 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버 사이의 제2 차압을 측정하는 단계; 및
상기 제1 차압, 제2 차압, 제1 컨덕턴스, 및 제2 컨덕턴스를 이용하여 상기 시료의 기체 투과도를 산출하는 단계;를 포함하고,
기체투과량(Q)은
으로 주어지고, C1은 제1 컨덕턴스이고, C2는 제2 컨덕턴스이고, ΔP1는 제1 컨덕턴스의 양측의 압력차이고, ΔP2는 제2 컨덕턴스의 양측의 압력차인 것을 특징으로 하는 기체투과도 측정 방법.
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