KR100540186B1 - 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법과, 이에 이용되는 내압측정장치 - Google Patents

탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법과, 이에 이용되는 내압측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화를 측정하는 방법과, 이에 이용되는 내압측정장치에 관한 것으로, 플라스틱용기(10a∼10n) 내압조절 매체로 드라이아이스를 이용하고, 플라스틱용기 내압을 측정하는 압력센서(20a∼20n)가 자체적으로 구비되어진 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)으로 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉한 후에, 시간경과에 따른 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압변화를 측정하는 방식으로 되어, 종래와 같이 탄산용액(A)에 함유된 CO2를 기화시켜서 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압을 최대압으로 만들어서 측정해야 하는 번거로움과, 플라스틱용기(10a∼10n) 내압측정후에 탄산용액(A)을 뒷처리해야 하는 번거로움이 해소되고, 실험의 정확성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 내압측정장치를 이용하면, 플라스틱용기 본체(11a∼11n)를 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 착탈하는 작업만으로, 플라스틱용기의 내압변화를 측정하여, 플라스틱용기의 유통기간이나 물리적인 특성을 파악할 수 있게 되므로, 내압측정작업이 더욱 편리하고 정확하게 이루어는 효과가 있다.

Description

탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법과, 이에 이용되는 내압측정장치{Measuring method and device for pressure changed in plastic-bottle}
본 발명은 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화를 측정하는 방법과, 이에 이용되는 내압측정장치에 관한 것으로, 내압변화 측정작업을 안전하면서도 편리하게 수행할 수 있고, 보다 정확하게 플라스틱용기의 내압을 측정할 수 있도록 된 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법과, 이에 이용되는 내압측정장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 폴리에틸렌을 원료로 만들어지는 플라스틱용기는, 가벼우면서 깨지지 않고, 성형이 용이하면서 가격이 저렴하다는 특성으로 인해서, 음식물, 특히 음료를 담는 용기로 널리 활용되고 있다.
콜라나 사이다, 혹은 맥주 등과 같은 탄산음료를 보관하는 플라스틱용기의 경우에는, 내압을 충분히 견뎌내면서, 내부 압력매질의 손실이 방지되어 내압이 가급적 일정하게 유지되도록 해야 하는데, 만일 플라스틱용기가 내압을 충분히 견뎌내지 못하게 되면 내압에 의해 플라스틱용기가 폭발하여 주변 기물이 파손되거나 인명피해를 입을 수 있고, 플라스틱용기의 내부 압력매질이 외부로 빠르게 손실될수록 제품보관기간, 즉 유통기간이 짧아지게 되므로, 탄산음료 보관용기로서의 기능을 상실하게 된다.
따라서, 근래에는 플라즈마코팅(Plasma Coating)이나, 멀티레이어(Multi-Layer)사출 등의 방법으로 특수처리되어서 유통기간이 적절히 향상되어진 플라스틱용기를 이용하고 있다.
시간경과에 따른 플라스틱용기의 내압변화를 측정하여 플라스틱용기의 유통기간이나, 플라스틱용기의 물리적 특성 등을 파악하기 위한 종래 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법은 다음과 같다.
제1단계 ; 다수의 완성품을 실험물로 취하여 동일한 환경하에 보관한다. 여기서, 상기 완성품은 탄산용액이 동일한 규격의 플라스틱용기에 정량 투입되어 밀봉되어진 상태의, 실제 소비자에게 판매되는 완성 제품을 지칭하며, 실험물로 취해진 완성품은 가급적 동일한 시간대에 제조되어진 것을 취하는 것이 바람직하다.
제2단계 ; 측정 시간별로 상기 실험물을 개별적으로 취하여, 기밀이 유지되는 상태로 플라스틱용기 뚜껑을 천공한 후에, 플라스틱용기에 저장된 탄산용액에 용해되어 있는 CO2가 충분히 기화되어 최대압력을 이루도록 해서, 해당 플라스틱용기의 최대 내압을 측정하고, 이때의 내부온도를 측정한다.
그러나, 이러한 종래 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법은, 완성품을 실험물로 이용하는 방식이므로, 완성품의 유통기간을 측정하는데에는 어느 정도 유용하다고 할 수 있지만, 실험조건을 다양하게 변화시키면서 플라스틱용기의 물리적 특성을 실험할 수 없는 단점이 있다.
이에 다음과 같은 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법이 제안되었다.
제1단계 ; 일정 량의 물(H2O)과 일정 량의 구연산(시트르산 ; C6H8O7 )을 혼합하여 일정 농도를 갖는 구연산 수용액을 만든다.
제2단계 ; 일정량의 구연산 수용액을 일정한 규격의 플라스틱용기 본체에 넣고, 일정량의 중조(탄산수소나트륨 ; NaHCO3)를 종이로 감싸서 플라스틱용기 본체에 투입한 후, 플라스틱용기 뚜껑으로 플라스틱용기 본체의 개구부를 밀봉하여 실험물로 취한다. 상기 구연산 수용액에 중조가 투입되면, 중조가 구연산 수용액에 용해되면서 CO2가 발생되고, CO2가 발생될수록 플라스틱용기의 내압은 높아지게 된다. 상기 종이로 중조를 감싸는 이유는 구연산 수용액과 중조와의 반응을 느리게 하여, 중조 투입 후에 플라스틱용기 본체 개구부를 플라스틱용기 뚜껑으로 밀봉하기까지의 시간동안 CO2 손실을 줄이기 위함이다.
제3단계 ; 다수의 실험물을 동일한 환경하에 보관한다.
제4단계 ; 측정 시간별로 상기 실험물을 개별적으로 취하여, 기밀이 유지되는 상태로 플라스틱용기 뚜껑을 천공한 후에, 플라스틱용기에 저장된 탄산용액에 용해되어 있는 CO2가 충분히 기화되어 최대압력을 이루도록 해서, 해당 플라스틱용기의 최대 내압을 측정하고, 이때의 내부온도를 측정한다.
본 방식에 따르면, 증류수와 중조의 투입량을 적절하게 변화시켜서, 플라스틱용기 본체의 내압조건을 다양한 형태로 변화시키면서 내압의 변화를 측정할 수 있으므로, 플라스틱용기의 물리적인 특성을 다양하게 측정할 수 있게 된다.
한편, 상기 종래 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법에 이용되는 플라스틱용기 내압측정기구는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 뼈대를 이루는 하우징(100)과, 하우징(100)에 수직방향으로 왕복 이동가능하게 고정되어 플라스틱용기(10)의 플라스틱용기 뚜껑(12)을 천공하는 천공블럭(200), 천공블럭(200)에 설치되어 천공블럭(200)을 하우징(100)에 선택적으로 착탈하는 조임기구(300), 천공블럭(200)에 설치되어 플라스틱용기(10)의 내압을 측정하는 압력계(400), 천공블럭(200)에 설치되어 플라스틱용기(10)의 내부 온도를 측정하는 온도계(500) 및, 천공블럭(200)에 설치되어 플라스틱용기(10) 내부에 저장되어진 내용물을 선택적으로 외부로 배출시키는 배출밸브(600)로 이루어진 구조를 이룬다.
상기 하우징(100)은, 베이스를 이루는 받침대(110)와, 수직으로 배치되는 가이드축(120)으로 이루어진다.
상기 천공블럭(200)은, 유동구멍(210a,210b)이 형성되고 스토퍼(212)와 손잡이부(211)가 구비되어 하우징(100)의 가이드축(120)에 왕복 이동가능하게 고정되는 본체(210)와, 유동구멍(210a,210b)에 연통되는 투입구멍(220a)이 형성되어 본체(210)의 저면에 고정되는 천공핀(220), 유동구멍(210a,210b)에 연통되는 배출구멍(230a)이 형성되어 본체(210)의 상면에 고정되는 보강부재(230) 및, 천공핀(220)을 감싸며 고정되는 탄성재질의 기밀유지부재(240)로 이루어진다.
상기 조임기구(300)는 천공블럭 본체(210)에 설치되어 천공블럭 본체(210)를 가이드축(120)에 선택적으로 고정할 수 있는 공지의 조임기구이다.
상기 압력계(400)는 투입부(410)가 유동구멍(210b)에 연통되도록 천공블럭 본체(210)에 설치된다.
상기 온도계(500)는, 이의 가이드바아(510)가 천공블럭(200)의 보강부재(230)에 기밀을 유지하면서 왕복 이동가능하게 고정되어서, 가이드바아(510)의 자유단에 구비되어진 감지부(511)가 천공블럭 본체(210)의 유동구멍(210a)과 천공핀(220)의 투입구멍(220a)을 통해서 선택적으로 외부로 노출되도록 설치된다.
상기 배출밸브(600)는 천공블럭(200)으로부터의 플라스틱용기 내용물을 선택적으로 외부로 토출할 수 있는 공지의 밸브이다.
도 1 내지 도 4c를 참조하여, 이러한 종래 플라스틱용기 내압측정기구를 이용하여 플라스틱용기의 내압을 측정하는 작업을 설명해 보면 다음과 같다.
우선, 조작부(630)를 조작하여 배출밸브(600)를 닫은 후에, 천공블럭 본체 손잡이부(211)를 잡고서 조임기구(300)를 조작하여 이의 물림상태를 해제한 후에, 천공블럭 본체(210)를 충분한 높이로 들어올린다.
이후, 조임기구(300)를 조작하여 충분한 높이로 들어올려진 천공블럭 본체(210)를 하우징(100)의 가이드축(120)에 고정시키고, 온도계(500)의 온도표시부(520)가 스토퍼(212)에 맞닿을 때까지 들어올린다.
이러한 상태에서, 내압측정코져 하는 플라스틱용기(10)를 하우징(100)의 받침대(110)에 얹어놓되, 천공핀(220)이 플라스틱용기 본체(11)의 개구부(11a)를 밀봉하고 있는 플라스틱용기 뚜껑(12)의 중앙에 위치되도록 플라스틱용기(10)의 위치를 조정한다(도 1 및 도 4a 참조).
이후, 천공블럭 본체 손잡이부(211)를 잡고 조임기구(300)를 조작하여 이의 물림상태를 해제한 후에, 천공블럭 본체(210)를 가이드축(120)을 따라 하방향으로 이동시켜서 천공핀(220)이 플라스틱용기 뚜껑(12)의 중앙부분을 관통하며 플라스틱용기(10) 내부로 삽입되도록 한다(도 4b 참조). 이때, 기밀유지부재(240)는 천공핀(220)과 플라스틱용기 뚜껑(12) 사이의 틈새를 밀봉하여 기밀을 유지하게 된다. 따라서, 플라스틱용기 내부기체(B)가 플라스틱용기 본체(11)의 내부 → 천공핀 투입구멍(220a) → 천공블럭 본체의 유동구멍(210a) → 천공블럭 본체의 유동구멍(210b) → 압력계의 투입부(410)로 유동되어 플라스틱용기(10)의 내압이 압력계(400)로 전달된다.
이러한 상태에서, 조임기구(300)를 조작하여 천공블럭 본체(210)를 가이드축(120)에 고정시킨다.
이후, 플라스틱용기 내압측정기구와 이에 고정된 플라스틱용기(10)를 들어올려서 최대압이 확인될 때까지 흔들어댄 후, 측정된 최대압을 기록한다.
이후, 플라스틱용기 내압측정기구와 이에 고정된 플라스틱용기(10)를 내려놓고, 감지부(511)가 천공핀(220)의 투입구멍(220a)을 통해 플라스틱용기(10) 내부로 노출되도록 온도계(500)를 끝까지 내려서 온도 변화가 없어질 때까지 기다린 후(대략 30초 정도의 시간 경과), 온도가 일정하게 유지되면 이때의 온도를 기록한다(도 4c 참조).
이후, 배출밸브(600)의 조작부(630)를 조작하여 밸브를 조금씩 열어서 플라스틱용기(10)의 내부 압력을 떨어뜨린다. 이때, 플라스틱용기 내부의 기체(B)와 일부 탄산용액(A)은 플라스틱용기 본체(11)의 내부 → 천공핀 투입구멍(220a) → 천공블럭 본체의 유동구멍(210a) → 보강부재(230)의 배출구멍(230a) → 배출밸브의 투입부(610)로 유동되어 배출밸브의 배출부(620)를 통해서 외부로 토출된다. 실험자에게 내용물이 튀는 것을 막기 위해서는, 배출밸브(600)의 배출부(620)에 배출호스(700)를 연결하고, 배출호스(700)의 자유단을 폐수용기(도시안됨)에 연결하여, 배출밸브의 배출부(620)로 토출되는 내용물이 배출호스(700)를 통해서 폐수용기로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 온도계(500)를 스토퍼(212) 위치까지 들어올리고, 조임기구(300)를 조작하여 천공블럭 본체(210)를 상방향으로 들어올려서 천공핀(220)이 플라스틱용기 뚜껑(12)으로부터 빠져나오도록 한 후, 배출밸브(600)를 닫고 플라스틱용기 내압측정기구로부터 플라스틱용기(10)를 끄집어낸다.
그러나, 종래 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법은, 탄산용액(A)이 수용되어진 서로 다른 플라스틱용기(10)들을 시간대별로 천공하여 플라스틱용기(10)의 내압과 내부온도를 측정하는 방식을 취하고 있으므로, 실험이 정확하게 이루어지기기 힘들고, 실험작업 또한 상당히 번거롭게 되는 문제가 초래된다.
더욱이, 종래 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법의 경우에는, 플라스틱용기의 내압을 변화시키는 매개로 탄산용액(A)을 이용하고 있는데, 이러한 경우 플라스틱용기의 내압을 정확하게 측정하기 위해서는, 탄산용액(A)에 용해된 CO2가 기화되어 포화상태를 이루도록, 즉 플라스틱용기의 내압이 최대가 되도록 플라스틱용기(10)를 마구 흔들어댄 후에, 최대 내압을 측정해야 하므로, 실험데이터의 오차가 더욱 크게 발생될 수 밖에 없고, 실험후에는 플라스틱용기(10)로부터 토출되는 탄산용액(A)을 뒷처리해야 하는 불편함이 초래된다.
또한, 이러한 종래 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법에 이용되는 플라스틱용기 내압측정기구는 수동형으로 되어 있어서, 그 취급이 상당히 번거롭고 불편하고, 취급상의 문제로 인해서 정확한 실험이 이루어지기 힘들다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해서 발명된 것으로, 내압변화 측정작업을 안전하면서도 편리하게 수행할 수 있고, 보다 정확하게 플라스틱용기의 내압을 측정할 수 있도록 된 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법과, 이에 이용되는 내압측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정량 측정된 드라이아이스를 플라스틱용기 본체 내부에 투입하고, 플라스틱용기의 내압을 측정하는 압력센서를 갖춘 플라스틱용기 뚜껑으로 플라스틱용기 본체의 개구부를 밀봉하여, 밀봉된 플라스틱용기를 임의의 장소에 일정시간 보관하면서, 플라스틱용기 뚜껑에 구비되어진 압력센서를 매개로 시간 경과에 따른 플라스틱용기의 내압변화를 측정하면서, 온도센서를 매개로 플라스틱용기 내압 측정시의 플라스틱용기의 내부 온도, 또는 주변 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법으로 되어 있다.
또한, 이에 이용되는 내압측정장치는, 플라스틱용기의 내압을 측정하는 압력센서와 ; 플라스틱용기의 내부 온도나 플라스틱용기의 주변 온도를 측정하는 온도센서 ; 압력센서와 온도센서로부터의 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 메인 제어유닛으로 전송하는 신호변환기 ; 신호변환기로부터의 출력신호를 입력받아서 플라스틱용기의 압력변화를 데이터처리하고 이를 저장하는 메인 제어유닛 ; 메인 제어유닛의 작동을 제어하는 입력유닛 및; 메인 제어유닛에 의해 작동제어되어 실험결과를 외부로 출력하는 출력유닛으로 이루어진 내압측정장치에 있어서, 상기 플라스틱용기의 플라스틱용기 본체에 착탈 가능하게 체결되어 플라스틱용기 본체의 개구부를 밀봉하는 내압측정용 플라스틱용기 뚜껑이 보강 구비되고, 이 내압측정용 플라스틱용기 뚜껑에 압력센서와 온도센서가 개별적으로 설치되어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법은, 정량 측정된 드라이아이스를 플라스틱용기 본체(11a∼11n ; 도 5 참조) 내부에 투입하고, 플라스틱용기(10a∼10n ; 도 5 참조)의 내압을 측정하는 압력센서(20a∼20n ; 도 5 참조)를 갖춘 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n ; 도 5 참조)으로 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉하여, 밀봉된 플라스틱용기(10a∼10n)를 임의의 장소에 일정시간 보관하면서, 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 구비되어진 압력센서(20a∼20n)를 매개로 시간 경과에 따른 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압변화를 측정하고, 플라스틱용기(10a∼10n) 보관장소에 설치되어진 온도센서(30 ; 도 5 참조)를 매개로 플라스틱용기 내압 측정시의 플라스틱용기(10a∼10n)의 주변 온도를 측정하는 방법으로 되어 있다.
이에 대해 보다 상세히 설명해 보면 다음과 같다.
우선, 기체인 이산화탄소를 압축하여 고체 이산화탄소로 만든 냉각제인 드라이아이스를 정량 측정하여 플라스틱용기 본체(11a∼11n) 내부에 투입한 즉시 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)으로 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉한다. 여기서, 실험의 정확성을 높이기 위해서는 드라이아이스의 외부 손실율을 줄여야 하므로, 본 처리를 가급적 빠른시간내에 수행하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 정량 측정된 드라이아이스를 플라스틱용기 본체(11a∼11n)에 투입하기 전까지 별도의 밀봉봉지에 보관하여 외부로의 손실을 줄일 수도 있음은 물론이다.
이후, 드라이아이스가 수용되어진 밀봉된 플라스틱용기(10a∼10n)를 임의의 장소에 일정시간 보관한다. 상기 플라스틱용기(10a∼10n) 보관장소로는 온도와 습도변화가 적은 장소가 바람직하다. 상기 밀봉된 플라스틱용기(10a∼10n)에 수용되어진 고체상태의 드라이아이스는 플라스틱용기(10a∼10n) 내부에서 기체상태의 CO2로 기화되고, 이와 같이 드라이아이스가 플라스틱용기(10a∼10n) 내부에서 기화되면, 플라스틱용기(10a∼10n)의 내부압력이 이에 상응하게 증가하게 되므로, 드라이아이스의 투입량을 적절하게 변화시키면서 실험을 하게 되면 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압변화에 따른 물적 특정을 파악할 수 있게 된다.
이러한 상태에서, 상기 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 구비되어진 압력센서(20a∼20n)를 매개로 시간 경과에 따른 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압변화를 측정하고, 플라스틱용기(10a∼10n) 보관장소에 설치되어진 온도센서(30 ; 도 5 참조)를 매개로 플라스틱용기 내압 측정시의 플라스틱용기(10a∼10n)의 주변 온도를 측정한다. 여기서, 상기 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압 측정시점은 다양하게 임의로 설정될 수 있지만, 플라스틱용기(10a∼10n)의 종류와, 드라이아이스의 투입량, 즉 플라스틱용기 내부 압력을 고려하여, 내압 측정시점과 내압 측정횟수를 결정한다. 상기 온도센서(30)는 플라스틱용기(10a∼10n)의 주변 온도를 측정하기 위한 것으로, 주변 온도가 급격하게 변화되지 않는 이상, 주변 온도와 플라스틱용기(10a∼10n) 내부온도는 무시될 수 있을 정도의 작은 오차범위를 유지하므로, 사실상 주변 온도와 플라스틱용기(10a∼10n) 내부온도는 동일하다. 따라서, 본 실시예의 경우에는, 온도센서(30)에 의해 측정된 플라스틱용기(10a∼10n)의 주변 온도를 플라스틱용기(10a∼10n)의 내부온도로 취하였다.
본 실시예에 따른 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법의 경우에는, 온도센서(30)를 플라스틱용기(10a∼10n) 보관장소에 설치하여, 플라스틱용기 내압 측정시의 플라스틱용기(10a∼10n)의 주변 온도를 측정하고 있지만, 필요에 따라서는 온도센서(30)를 플라스틱용기 본체(11a∼11n)나, 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 설치하여 플라스틱용기(10a∼10n)의 내부온도를 직접적으로 측정할 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 플라스틱용기(10a∼10n) 내압조절 매체로 드라이아이스를 이용하므로, 종래와 같이 탄산용액(A)에 함유된 CO2를 기화시켜서 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압을 최대압으로 만들어서 측정해야 하는 번거로움과, 플라스틱용기(10a∼10n) 내압측정후에 탄산용액(A)을 뒷처리해야 하는 번거로움이 해소된다. 또한, 상기 드라이아이스는 고체상태에서 액체상태를 거치지 않고 기체상태의 CO2로 바로 기화되므로, 플라스틱용기(10a∼10n)가 밀봉된 상태에서 이에 수용된 드라이아이스가 기화되면, 이때의 내부압력이 바로 최대압이 된다. 따라서, 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압측정이 보다 정확하게 수행된다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 플라스틱용기 내압을 측정하는 압력센서(20a∼20n)가 자체적으로 구비되어진 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)으로 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉한 후에, 시간경과에 따른 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압변화를 측정하므로, 1개의 플라스틱용기(10a∼10n)를 이용하여, 이의 내압이 시간이 경과됨에 따라 어떻게 변화되는지를 직접적으로 파악할 수 있게 되어, 실험의 정확성이 획기적으로 향상된다. 참고로 종래 방식은, 동일한 조건하에 있는 다수의 실험물들을 시간별로 취하여 플라스틱용기 뚜껑을 천공한 후에 이의 내압과 내부 온도를 측정하여, 이들 데이터를 하나의 플라스틱용기 데이터로 가정하여 물적 특정을 구하는 방식이다.
한편, 본 발명에 따른 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법에 이용되는 내압측정장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 플라스틱용기 본체(11a∼11n)에 체결되어 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉하는 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)과 ; 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 설치되어 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압을 측정하는 압력센서(20a∼20n) ; 플라스틱용기(10a∼10n) 보관장소에 설치되어 플라스틱용기(10a∼10n)의 주변 온도를 측정하는 온도센서(30) ; 압력센서(20a∼20n)와 온도센서(30)로부터의 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 메인 제어유닛(50)으로 전송하는 신호변환기(40) ; 신호변환기(40)로부터의 출력신호를 입력받아서 플라스틱용기의 압력변화를 데이터처리하고 이를 저장하는 메인 제어유닛(50) ; 메인 제어유닛(50)의 작동을 제어하는 입력유닛(60) 및; 메인 제어유닛(50)에 의해 작동제어되어 실험결과를 외부로 출력하는 출력유닛(70)으로 이루어진 구조를 이룬다.
상기 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)은 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉하면서 내압에 견딜수 있는 것이라면 어떠한 재질의 것이라도 무관하지만, 실험용 베트병 본체(11a∼11n)와 반복적으로 나사산 체결되면서 간섭되므로, 금속등과 같이 내구성이 우수한 재질의 것을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 압력센서(20a∼20n)는 플라스틱용기(10a∼10n) 내부 압력을 검출하여 이에 해당하는 전기적인 아날로그신호를 출력하는 센서로서, 이러한 기능을 갖는 공지의 어떠한 것이라도 모두 이용가능하다.
상기 온도센서(30)는 대기온도를 검출하여 이에 해당하는 전기적인 아날로그신호를 출력하는 센서로서, 이러한 기능을 갖는 공지의 어떠한 것이라도 모두 이용가능하다.
상기 신호변환기(40)는, 압력센서(20a∼20n)와 온도센서(30)로부터의 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 메인 제어유닛(50)으로 전송할 수 있는 공지의 어떠한 것이라도 모두 이용가능하다. 본 실시예의 경우에는, 압력센서(20a∼20n)와 온도센서(30)에 개별적으로 연결되어, 이들로부터의 아날로그신호를 개별적으로 디지털신호로 변환한 후에, 이들 디지털신호를 하나의 디지털신호로 변조(믹싱)하여 메인 제어유닛(50)으로 단선 출력하는 방식의 것을 이용하였다.
상기 입력유닛(60)으로는 키보드(61)나 마우스(62) 같은 공지의 입력수단을 이용하였으며, 상기 출력유닛(70)도 역시 모니터 등의 디스플레이(71)나 프린터(720) 같은 공지의 출력수단을 이용하였다.
한편, 미설명부호 "1a∼1n"은 압력센서신호 증폭기이고, 미설명부호 "2"는 온도센서신호 증폭기를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 내압측정장치를 이용하는 경우, 정량 측정된 드라이아이스를 플라스틱용기 본체(11a∼11n) 내부에 투입한 즉시 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)으로 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉하게 되면, 플라스틱용기(10a∼10n) 내부 압력과 플라스틱용기 주변 온도가 내압측정장치에 의해 자동으로 검출되어 데이터처리·저장되고, 이를 가시적으로 외부로 출력하여 확인할 수 있게 되므로, 플라스틱용기 내압측정작업이 획기적으로 편리하게 된다.
상기 본 발명에 따른 내압측정장치는 필요에 따라서 다른 재질의 내압을 측정하기 위한 장치로도 사용가능하며, 필요에 따라서 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
일예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라스틱용기(10a∼10n) 보관장소에 챔버(80)를 설치하고, 플라스틱용기(10a∼10n)를 챔버(80) 내부에 격리수용하면, 플라스틱용기(10a∼10n)를 보다 일정한 온도와 습도로 보관할 수 있게 되어, 실험데이터의 신뢰도를 높일 수 있게 된다. 상기 챔버(80)는 이의 기능을 고려해 볼 때, 단열기능을 갖추고서 긴밀한 밀봉상태를 유지할 수 있도록 제조되어진 것을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)을 구비하고, 다수의 압력센서(20a∼20n)를 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 개별적으로 설치하며, 이들 압력센서(20a∼20n)를 신호변환기(40)에 개별적으로 연결하여, 다수의 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압을 개별적으로 동시에 측정할 수도 있음은 물론이다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 온도센서(30a∼30n)를 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 설치하여, 온도센서(30a∼30n)가 플라스틱용기(10a∼10n)의 내부 온도를 직접적으로 측정할 수 있도록 하는 것도 물론 가능하다. 이때, 온도센서신호 증폭기(2a∼2n)는 각 온도센서(30a∼30n)에 개별적으로 설치되어, 해당 온도센서(30a∼30n)로부터의 아날로그신호를 증폭하여 신호변환기(40)로 전송한다.
한편, 본 실시예의 경우에는 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법에 도 5에 도시된 내압측정장치를 이용하고 있지만, 본 발명은 이에 국한되지 않고 다양하게 변형 실시될 수 있다. 일예로, 상기 압력센서(20a∼20n)로 종래와 같은 기계식 압력계를, 상기 온도센서(30)로 종래와 같은 측정매체의 팽창·수축을 이용한 기계식 온도계를 적용할 수 있으며, 필요에 따라서는 공지의 모든 압력센서나 온도센서를 본 발명에 따른 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법에 선택적으로 모두 적용할 수도 있음은 물론이다.
또한, 도시되지는 않았지만, 무정전 전원 공급장치(UPS ; Uninterruptible Power Supply) 등의 비상전원공급장치를 보강 설치하여, 정전 등과 같은 전원장애가 발생하더라도 내압측정장치로 항상 안정된 전력이 공급되도록 하여, 내압측정장치에 의한 플라스틱용기의 내압측정이 중단됨이 없이 안정적으로 수행되도록 할 수도 있음은 물론이다.
이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 플라스틱용기(10a∼10n) 내압조절 매체로 드라이아이스를 이용하고, 플라스틱용기 내압을 측정하는 압력센서(20a∼20n)가 자체적으로 구비되어진 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)으로 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉한 후에, 시간경과에 따른 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압변화를 측정하는 방식으로 되어, 종래와 같이 탄산용액(A)에 함유된 CO2를 기화시켜서 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압을 최대압으로 만들어서 측정해야 하는 번거로움과, 플라스틱용기(10a∼10n) 내압측정후에 탄산용액(A)을 뒷처리해야 하는 번거로움이 해소되고, 실험의 정확성이 크게 향상되며, 실험물(또는 플라스틱용기)이 불필요하게 많이 소비되는 문제가 해소되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 내압측정장치를 이용하면, 플라스틱용기 본체(11a∼11n)를 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 착탈하는 작업만으로, 플라스틱용기의 내압변화를 측정하여, 플라스틱용기의 유통기간이나 물리적인 특성을 파악할 수 있게 되므로, 내압측정작업이 더욱 편리하고 정확하게 이루어는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 내압측정기구를 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 요부를 도시한 부분절개 우측면도,
도 3은 도 2의 요부 확대도,
도 4a 내지 도 4c는 종래 기술에 따른 내압측정기구의 작동 상태를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 내압측정장치를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 내압측정장치의 다른 일예를 도시한 블럭도이다.
- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -
1a∼1n ; 압력센서신호 증폭기, 2,2a∼2n ; 온도센서신호 증폭기,
10a∼10n ; 플라스틱용기, 11a∼11n ; 플라스틱용기 본체,
12a∼12n ; 플라스틱용기 뚜껑, 20a∼20n ; 압력센서,
30,30a∼30n ; 온도센서, 40 ; 신호변환기,
50 ; 메인 제어유닛, 60 ; 입력유닛,
61 ; 키보드, 62 ; 마우스,
70 ; 출력유닛, 71 ; 디스플레이,
72 ; 프린터, 80 ; 챔버.

Claims (4)

  1. 정량 측정된 드라이아이스를 플라스틱용기 본체(11a∼11n) 내부에 투입하고, 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압을 측정하는 압력센서(20a∼20n)를 갖춘 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)으로 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉하여, 밀봉된 플라스틱용기(10a∼10n)를 임의의 장소에 일정시간 보관하면서, 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 구비되어진 압력센서(20a∼20n)를 매개로 시간 경과에 따른 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압변화를 측정하고, 온도센서(30)를 매개로 플라스틱용기 내압 측정시의 플라스틱용기(10a∼10n)의 내부 온도 또는 주변 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 탄산용액 보관용 플라스틱용기의 내압변화 측정방법.
  2. 플라스틱용기(10a∼10n)의 내압을 측정하는 압력센서(20a∼20n)와 ; 플라스틱용기(10a∼10n)의 내부 온도나 플라스틱용기(10a∼10n)의 주변 온도를 측정하는 온도센서(30) ; 압력센서(20a∼20n)와 온도센서(30)로부터의 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 메인 제어유닛(50)으로 전송하는 신호변환기(40) ; 신호변환기(40)로부터의 출력신호를 입력받아서 플라스틱용기의 압력변화를 데이터처리하고 이를 저장하는 메인 제어유닛(50) ; 메인 제어유닛(50)의 작동을 제어하는 입력유닛(60) 및; 메인 제어유닛(50)에 의해 작동제어되어 실험결과를 외부로 출력하는 출력유닛(70)으로 이루어진 내압측정장치에 있어서,
    상기 플라스틱용기(10a∼10n)의 플라스틱용기 본체(11a∼11n)에 착탈 가능하게 체결되어 플라스틱용기 본체(11a∼11n)의 개구부를 밀봉하는 내압측정용 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)이 보강 구비되고, 이 내압측정용 플라스틱용기 뚜껑(12a∼12n)에 압력센서(20a∼20n)와 온도센서(30a∼30n)가 개별적으로 설치되어진 것을 특징으로 하는 내압측정장치.
  3. 삭제.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 플라스틱용기(10a∼10n) 보관장소에 챔버(80)가 설치되어, 플라스틱용기(10a∼10n)가 챔버(80) 내부에 격리수용되는 것을 특징으로 하는 내압측정장치.
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