KR20200044587A - 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치 - Google Patents

시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200044587A
KR20200044587A KR1020180125559A KR20180125559A KR20200044587A KR 20200044587 A KR20200044587 A KR 20200044587A KR 1020180125559 A KR1020180125559 A KR 1020180125559A KR 20180125559 A KR20180125559 A KR 20180125559A KR 20200044587 A KR20200044587 A KR 20200044587A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sample
holder
measuring
thermal diffusivity
pressing
Prior art date
Application number
KR1020180125559A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102121120B1 (ko
Inventor
최연석
정수열
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to KR1020180125559A priority Critical patent/KR102121120B1/ko
Publication of KR20200044587A publication Critical patent/KR20200044587A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102121120B1 publication Critical patent/KR102121120B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/48—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation
    • G01N25/4846—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation for a motionless, e.g. solid sample
    • G01N25/4853—Details
    • G01N25/486—Sample holders

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

일 실시 예에 따른 시료의 열확산도 측정 장치는 시료를 수용 가능한 시료 홀더; 상기 시료 홀더를 지지하는 베이스; 상기 시료를 향해 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 시료로부터 방출되는 적외선을 감지하는 적외선 감지부; 상기 시료 홀더 내에 수용된 상기 시료를 커버하고, 상기 시료 홀더의 내벽을 따라 슬라이딩 가능한 홀더 덮개; 및 상기 홀더 덮개를 하방으로 가압하는 가압부를 포함할 수 있다.

Description

시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치{DEVICE FOR MEASURING THERMAL DIFFUSIVITY OF A SAMPLE}
아래의 설명은 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.
종래 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치는 고체 시료 홀더 및 액체 시료 홀더로 구분된다. 고체 시료 홀더는 원형 또는 정사각형의 고체 시료를 측정한다. 고체 시료 홀더는 레이저 조사부로부터 조사되는 레이저를 수용하기 위해 밑면이 뚫려 있는 형태이다. 고체 시료의 일면은 고체 시료 홀더에 구비된 홀을 통해 외부로 노출되어 있다. 고체 시료 홀더는 밑면이 뚫려 있는 형태이므로, 액체 시료를 수용하기에 부적합하다. 마찬가지로, 고체 시료 홀더는 융해하는 시료를 수용하기에 부적합하다.
한편, 액체 시료 홀더는 저점성도 액체(예를 들어, 물 또는 에탄올)를 측정하기 위한 저점성도 액체용 시료 홀더와, 고점성도 액체(예를 들어, 왁스 또는 그리스 등)를 측정하기 위한 고점성도 액체용 시료 홀더로 구분된다. 저점성도 액체용 시료 홀더는 가운데 링의 위 아래에 스테인리스 플레이트를 덧대고, 스테인리스 플레이트를 받쳐주는 홀더를 나사로 조여 플레이트와 링 사이의 틈을 없애 저점성도 액체가 흘러 나가지 않게 방지한다. 저점성도 액체용 시료 홀더는 가운데 링에 형성된 구멍을 통해 액체를 주입한다. 고점성도 액체용 시료 홀더는 알루미늄 재질의 펜(pan)에 링을 올리고 그 위에 덮개를 덮는다. 고점성도 액체용 시료 홀더는 고점성도 시료를 먼저 펜에 설치한 뒤에 덮개를 덮는 점에서, 저점성도 액체용 시료 홀더와 차이가 있다. 액체 시료 홀더는 시료의 두께가 홀더에 의해 고정되어 있다. 따라서, 시료가 융해 또는 응고할 경우, 부피 변화로 인해 두께를 새롭게 측정 및 교정해야 한다.
종래의 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치는, 고체 시료 홀더 및 액체 시료 홀더는 상 변화, 예를 들어, 융화 또는 응고하는 상태의 시료의 열확산도를 측정할 수 없다. 특히, 종래의 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치는 융화 또는 응고로 인해 시료의 두께 변화를 측정할 수 없다. 결과적으로, 종래의 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치는 두께 변화를 고려할 수 없으므로 열확산도 측정에 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 융화 또는 응고하는 상태의 시료의 열확산도를 연속적으로 측정할 수 있는 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치가 필요한 실정이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 상 변이 하는 시료를 안정적으로 지지하면서도, 시료의 부피 변화에 따른 높이 변화를 고려하여 시료의 열확산도를 보다 정확하게 측정가능한 시료의 열확산도 측정 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 시료의 열확산도 측정 장치는 시료를 수용 가능한 시료 홀더; 상기 시료 홀더를 지지하는 베이스; 상기 시료를 향해 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 시료로부터 방출되는 적외선을 감지하는 적외선 감지부; 상기 시료 홀더 내에 수용된 상기 시료를 커버하고, 상기 시료 홀더의 내벽을 따라 슬라이딩 가능한 홀더 덮개; 및 상기 홀더 덮개를 하방으로 가압하는 가압부를 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 홀더 덮개의 상측에서 상기 홀더 덮개의 테두리부를 따라 배치되는 가압 헤드를 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 가압 헤드로부터 연장되고, 상기 베이스를 통과하는 가압 로드; 및 상기 가압 로드에 연결되고, 상기 베이스를 기준으로 상기 가압 헤드의 반대편에 위치하는 가압 바디를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스는, 상기 가압 로드를 둘러싸고 상기 가압 로드의 이동을 가이드하기 위한 가이드 홀을 포함할 수 있다.
상기 가압 로드는, 상기 가압 헤드로부터 상방으로 연장되는 제 1 로드 파트; 상기 제 1 로드 파트로부터 측방으로 연장되는 제 2 로드 파트; 및 상기 제 2 로드 파트로부터 하방으로 연장되어 상기 가이드 홀을 통과하고, 상기 가압 바디를 지지하는 제 3 로드 파트를 포함할 수 있다.
상기 시료의 열확산도 측정 장치는 상기 가압부에 부착되고, 상기 홀더 덮개의 이동 거리를 측정 가능한 변위 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 변위 센서는 상기 가압 바디에 부착될 수 있다.
상기 시료의 열확산도 측정 장치는 상기 적외선 감지부로부터 감지된 적외선 신호와, 상기 변위 센서에서 측정된 상기 홀더 덮개의 이동 거리에 기초하여 상기 시료의 열확산도를 측정하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
상기 가압 헤드는, 고리 형상의 헤드 베이스; 및 상기 헤드 베이스로부터 하방으로 돌출 형성되는 복수 개의 탄성 부재를 포함할 수 있다.
상기 시료의 열확산도 측정 장치는 상기 홀더 덮개를 둘러싸고, 상기 시료 홀더 및 홀더 덮개 사이를 밀봉하는 시일 링을 더 포함할 수 있다.
상기 홀더 덮개는 상기 시료 홀더로부터 이격된 상태로 상기 시료 홀더의 내벽을 따라 슬라이딩 가능하다.
상기 홀더 덮개는, 상기 시일 링을 수용하기 위해 측면에 함몰 형성되는 수용 홈을 포함할 수 있다.
상기 시료 홀더의 재질은 금속 또는 탄소일 수 있다.
일 실시 예에 따른 시료의 열확산도 측정 장치에 따르면, 상 변이 하는 시료를 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 시료의 열확산도 측정 장치는 상하 방향으로 이동 가능한 홀더 덮개를 통해 시료의 상 변이에 따른 부피 변화에 반응할 수 있으면서도, 홀더 덮개를 하방으로 가압하여 상 변이 하는 시료의 상하면이 평편한 상태를 유지하도록 보조할 수 있다.
또한, 시료의 열확산도 측정 장치는 홀더 덮개의 상하 방향 이동 거리를 측정 가능한 변위 센서를 통해 시료의 두께 변화를 감지하여, 보다 정밀하게 시료의 열확산도를 측정할 수 있다.
또한, 시료의 열확산도 측정 장치는 홀더 덮개를 가압하는 가압부의 대부분의 구성을 홀더 덮개로부터 측방으로 이격된 곳에 위치시킴으로써, 가압부가 레이저의 경로를 가리지 않으면서도, 홀더 덮개를 충분히 가압하게 할 수 있다.
또한, 시료의 열확산도 측정 장치는 시료 홀더 및 홀더 덮개 사이에 배치되는 시일 링을 통해, 시료 홀더 및 홀더 덮개 사이의 열교환을 차단할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 열확산도 측정 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 열확산도 측정 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 열확산도 측정 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 홀더 덮개 및 시일 링의 분해 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 가압 헤드의 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 가압 헤드가 홀더 덮개 상측에 배치되는 모습을 나타내는 도면이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 열확산도 측정 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 열확산도 측정 장치의 개략적인 분해 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 열확산도 측정 장치의 단면도이다. 도 2 및 도 3에서는 레이저 조사부(91), 적외선 감지부(92) 및 연산부(93)를 생략하였음을 밝혀 둔다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 열확산도 측정 장치(1)는 펄스 형태의 레이저를 통해 시료(S)의 열확산도를 측정할 수 있다. 열확산도 측정 장치(1)는 베이스(10), 시료 홀더(11), 홀더 덮개(12), 가압부(13), 변위 센서(14), 시일 링(17), 레이저 조사부(91), 적외선 감지부(92) 및 연산부(93)를 포함할 수 있다. 열확산도 측정 장치(1)는 시료(S)의 하면에 펄스 형태의 레이저를 입사하고, 시료(S)의 상면에서 나오는 적외선 신호를 감지하고, 감지된 적외선 신호와 이미 알고 있는 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12)에 대한 정보를 바탕으로 시료(S)의 열확산도를 측정할 수 있다.
베이스(10)는 시료 홀더(11)를 지지할 수 있다. 베이스(10)는 베이스 바디(101), 홀더 수용부(102) 및 가이드 홀(103)을 포함할 수 있다.
베이스 바디(101)는 레이저 조사부(91) 및 적외선 감지부(92) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 베이스 바디(101)는 레이저 조사부(91)로부터 조사되는 레이저의 진행 방향에 대해 수직하게 배치되는 플레이트 형상일 수 있다. 베이스 바디(101)는 레이저 조사부(91)로부터 조사되는 레이저의 진행 방향으로 관통 형성되는 레이저 홀을 구비할 수 있다. 레이저 조사부(91)로부터 조사되는 레이저는 레이저 홀을 통과하여 시료 홀더(11)에 직접적으로 진입할 수 있다. 베이스 바디(101)는 원형의 플레이트 형상인 것으로 도시되나, 이에 제한되지 않는다.
홀더 수용부(102)는 베이스 바디(101)에 형성되고, 시료 홀더(11)가 흔들리지 않도록 보조할 수 있다. 예를 들어, 홀더 수용부(102)는 베이스 바디(101)의 중앙부에 함몰 형성될 수 있다. 홀더 수용부(102)는 베이스 바디(101)와 단차를 이룰 수 있다. 시료 홀더(11)의 하면은 홀더 수용부(102)에 의해 지지되고, 시료 홀더(11)의 측면은 베이스 바디(101)의 내벽에 의해 감싸질 수 있다. 홀더 수용부(102)는 시료 홀더(11)가 낙하하는 것을 방지하면서도, 베이스 바디(101)가 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 홀더 수용부(102)의 형상은 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 예를 들어, 홀더 수용부(102)는 베이스 바디(101)로부터 돌출하여 시료 홀더(11)의 하면에 삽입되는 방식으로, 시료 홀더(11)의 흔들림을 방지할 수도 있다.
가이드 홀(103)은 가압부(13)를 둘러싸고, 가압부(13)의 이동을 가이드할 수 있다. 예를 들어, 가이드 홀(103)은 후술하는 가압부(13)의 가압 로드(132)를 둘러쌀 수 있다. 가이드 홀(103)은 가압 로드(132)의 좌우 방향 이동을 제한하고, 가압 로드(132)가 1자유도로 상하 방향 이동할 수 있도록 가이드할 수 있다.
시료 홀더(11)는 시료를 수용할 수 있다. 시료 홀더(11)의 내부에는 시료(S)를 수용하기 위한 수용 공간이 마련될 수 있다. 시료 홀더(11)는 예를 들어 홀더 수용부(102)에 안착되는 형상일 수 있다. 시료 홀더(11)의 하면은 홀더 수용부(102)에 의해 지지되고, 시료 홀더(11)의 측면은 베이스 바디(101)에 의해 지지될 수 있다. 시료 홀더(11)의 수용 공간은 단면적이 일정한 기둥 형상일 수 있다. 시료 홀더(11)는 홀더 덮개(12)의 슬라이딩을 가이드할 수 있다. 시료 홀더(11)의 재질은 금속 또는 탄소일 수 있다. 시료 홀더(11)는 열 전도도가 높아 레이저의 에너지를 시료(S)로 잘 전달할 수 있다.
홀더 덮개(12)는 시료 홀더(11) 내에 수용된 시료(S)를 커버하고, 시료 홀더(11)의 내벽을 따라 슬라이딩 가능하다. 홀더 덮개(12)는 시료(S)의 부피가 증가할 때 상방으로 슬라이딩하고, 시료(S)의 부피가 감소할 때 하방으로 슬라이딩할 수 있다. 예를 들어, 응고하는 동안 부피가 증가하는 시료의 경우, 시료가 응고하는 동안 홀더 덮개(12)는 상방으로 슬라이딩할 수 있다. 홀더 덮개(12)는 평평한 플레이트 형상일 수 있다.
가압부(13)는 홀더 덮개(12)를 하방으로 가압할 수 있다. 가압부(13)는 시료(S)의 상하면이 평평한 상태를 유지하도록 보조할 수 있다. 가압부(13)는 시료(S)를 하방으로 가압하므로, 시료(S)의 상면 및 하면은 서로 평행할 수 있다. 가압부(13)에 의해 시료(S)의 두께는 전체적으로 일정할 수 있다. 여기서 시료(S)의 두께는 시료(S)의 하면 및 상면 사이의 간격을 의미한다. 가압부(13)는 가압 헤드(131), 가압 로드(132) 및 가압 바디(133)를 포함할 수 있다.
가압 헤드(131)는 홀더 덮개(12)의 상측에서 홀더 덮개(12)의 테두리부를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 가압 헤드(131)는 홀더 덮개(12)에 수직한 방향을 기준으로 홀더 덮개(12)의 테두리부에 오버랩되는 고리 형상을 가질 수 있다. 레이저 조사부(91)로부터 조사되는 레이저는 고리 형상의 가압 헤드(131)를 통과할 수 있다.
가압 로드(132)는 가압 헤드(131)로부터 연장되고, 베이스(10)를 통과할 수 있다. 가압 로드(132)는 제 1 로드 파트(1321), 제 2 로드 파트(1322) 및 제 3 로드 파트(1323)를 포함할 수 있다. 제 1 로드 파트(1321)는 가압 헤드(131)로부터 상방으로 연장될 수 있다. 제 1 로드 파트(1321)는 가압 헤드(131)로부터 상방으로 연장하므로, 가압 헤드(131)가 하방으로 이동하더라도 시료 홀더(11)에 충돌하지 않을 수 있다. 제 2 로드 파트(1322)는 제 1 로드 파트(1321)로부터 측방으로 연장될 수 있다. 제 2 로드 파트(1322)는 시료 홀더(11)로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제 1 로드 파트(1321) 중 가압 헤드(131)에 연결되는 부분으로부터 제 2 로드 파트(1322)에 연결되는 부분까지의 거리는 시료 홀더(11)의 깊이보다 길 수 있다. 제 3 로드 파트(1323)는 제 2 로드 파트(1322)로부터 하방으로 연장되고 가이드 홀(103)을 통과할 수 있다. 제 3 로드 파트(1323)는 베이스 바디(101)에 의해 둘러싸일 수 있고, 제 3 로드 바트(1323)는 가이드 홀(103)을 따라 1자유도 병진 운동 가능하다. 제 3 로드 파트(1323)는 가압 바디(133)를 지지할 수 있다. 가압 로드(132)는 가압 헤드(131)에 자유롭게 탈착 가능하다. 사용자는 가압 로드(132)를 손쉽게 교체 가능하다.
가압 바디(133)는 가압 로드(132)에 연결되고, 베이스(10)를 기준으로 가압 헤드(131)의 반대편에 위치할 수 있다. 가압 바디(133)는 무게 추일 수 있다. 가압 바디(133)의 하중에 의해, 가압 헤드(131)는 홀더 덮개(12)를 하방으로 가압할 수 있다. 가압 바디(133)는 가압 로드(132)에 자유롭게 탈착 가능하다. 사용자는 필요에 따라 가압 바디(133)를 교체하여 가압 헤드(131)에 인가되는 하중의 크기를 조절할 수 있다.
변위 센서(14)는 가압부(13)에 부착되고, 홀더 덮개(12)의 이동 거리를 측정 가능하다. 예를 들어, 변위 센서(14)는 가압 헤드(131)가 홀더 덮개(12) 상측에 올려지고, 가압 바디(133)의 하중에 의해 홀더 덮개(12)를 가압하는 상태를 디폴트 값으로 설정할 수 있다. 이후, 시료(S)가 상 변이 하여 부피가 변화할 때 홀더 덮개(12)는 상방 또는 하방으로 슬라이딩 가능하고, 변위 센서(14)는 디폴트 값과 변화된 값 사이의 차이를 통해 홀더 덮개(12)의 이동 거리를 측정 가능하다. 변위 센서(14)는 연산부(93)에 전기적으로 연결될 수 있다. 변위 센서(14)는 홀더 덮개(12)의 이동 거리에 대한 정보를 연산부(93)로 전송할 수 있다. 변위 센서(14)는 예를 들어, 변위 센서(14)는 공간 확보가 용이한 가압 바디(133)에 부착될 수 있다. 변위 센서(14)는 예를 들어 LVDT(linear variable differential transformer)일 수 있다.
시일 링(17)은 홀더 덮개(12)를 둘러싸고, 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12) 사이를 밀봉할 수 있다. 시일 링(17)은 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12) 사이로 유체가 누출되지 않도록 밀봉할 수 있다. 시일 링(17)은 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12)가 직접적으로 접촉하는 것을 방지하여, 시료 홀더(11)로부터 홀더 덮개(12)로 열이 전달되는 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 결과적으로, 적외선 감지부(92)의 측정 정밀도를 높일 수 있다.
레이저 조사부(91)는 시료로 레이저를 조사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 조사부(91)는 펄스 형태의 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 조사부(91)는 시료 홀더(11)의 아래쪽에 위치할 수 있다.
적외선 감지부(92)는 시료(S)로부터 방출되는 적외선 신호를 감지할 수 있다. 예를 들어, 적외선 감지부(92)는 시료 홀더(11)를 기준으로 레이저 조사부(91)의 반대편에 위치할 수 있다.
연산부(93)는 적외선 감지부(92)로부터 감지된 적외선 신호와, 변위 센서(14)에서 측정된 홀더 덮개(12)의 이동 거리에 기초하여 시료(S)의 열확산도를 측정 가능하다. 예를 들어, 연산부(93)는 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12)를 구성하는 재료의 열전도도 또는 열 팽창율 등에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다. 연산부(93)는 시료(S) 및 시료 홀더(11) 사이의 계면 열 저항과, 시료(S) 및 홀더 덮개(12) 사이의 계면 열 저항에 기초하여 시료의 열확산도를 보다 정밀하게 측정 가능하다. 물질 사이의 계면 열 저항은, 예를 들어, 2층 또는 3층으로 원하는 물질을 동시에 레이저 펄스 법(Laser Flash Analysis, LFA)으로 측정 후, 두께에 따른 열 저항 식에 따라 회귀 분석을 통해 구해질 수 있다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 홀더 덮개 및 시일 링의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 시일 링(17)은 홀더 덮개(12)를 둘러싸고, 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12) 사이를 밀봉할 수 있다. 시일 링(17)에 의해, 홀더 덮개(12)는 시료 홀더(11)로부터 이격된 상태로 시료 홀더(11)의 내벽을 따라 슬라이딩 가능하다. 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12) 사이에는 시일 링(17)이 구비되므로, 시료 홀더(11) 내부에 수용된 시료는 외부로 누출되지 않을 수 있다.
홀더 덮개(12)는 시일 링(17)을 수용하기 위해 측면에 함몰 형성된 수용 홈(12a)을 포함할 수 있다. 시일 링(17)은 탄성을 가질 수 있다. 시일 링(17)은 신장된 상태로 홀더 덮개(12)의 측면으로 진입하고, 다시 수축되어 수용 홈(12a)에 안착될 수 있다. 시일 링(17)은 홀더 덮개(12)에 의해 적어도 3면이 지지될 수 있다. 홀더 덮개(12)가 시료 홀더(11)에 내측에 구비된 상태에서, 시일 링(17)은 시료 홀더(11) 및 홀더 덮개(12)에 의해 가압되어 수축되어 있을 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 가압 헤드의 평면도이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 가압 헤드가 홀더 덮개 상측에 배치되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 가압 헤드(131)는 헤드 베이스(1311) 및 복수 개의 탄성 부재(1312)를 포함할 수 있다.
헤드 베이스(1311)는 고리 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 헤드 베이스(1311)는 폐곡선을 이룰 수 있다. 헤드 베이스(1311)는 홀더 덮개(12)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 홀더 덮개(12)가 원형 플레이트 형상일 경우, 헤드 베이스(1311)는 고리 형상일 수 있다.
복수 개의 탄성 부재(1312)는 헤드 베이스(1311)로부터 하방으로 돌출 형성될 수 있다. 복수 개의 탄성 부재(1312)는 가압 헤드(131)에 가압 바디(133, 도 1 참조)의 하중이 인가될 때, 헤드 베이스(1311) 및 홀더 덮개(12) 사이에서 압축될 수 있다. 복수 개의 탄성 부재(1312)는 홀더 덮개(12)에 충분한 힘 전달이 이루어지도록 보조할 수 있다. 복수 개의 탄성 부재(1312)는 시료 홀더(11) 및 시료 사이, 또는 홀더 덮개(12) 및 시료 사이에 간격이 생기는 것을 방지할 수 있다. 복수 개의 탄성 부재(1312)는 홀더 덮개(12)에 골고루 하중이 인가될 수 있도록 보조할 수 있다. 복수 개의 탄성 부재(1312)는 헤드 베이스(1311)를 따라 이격되어 4개가 구비된 것으로 도시되나, 이에 제한되지 않는다. 복수 개의 탄성 부재(1312)는 예를 들어, 90도 간격을 두고 배치되어 홀더 덮개(12)에 균일한 힘을 인가할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (13)

  1. 시료를 수용 가능한 시료 홀더;
    상기 시료 홀더를 지지하는 베이스;
    상기 시료를 향해 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
    상기 시료로부터 방출되는 적외선을 감지하는 적외선 감지부;
    상기 시료 홀더 내에 수용된 상기 시료를 커버하고, 상기 시료 홀더의 내벽을 따라 슬라이딩 가능한 홀더 덮개; 및
    상기 홀더 덮개를 하방으로 가압하는 가압부를 포함하는 시료의 열확산도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압부는, 상기 홀더 덮개의 상측에서 상기 홀더 덮개의 테두리부를 따라 배치되는 가압 헤드를 포함하는 시료의 열확산도 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가압부는,
    상기 가압 헤드로부터 연장되고, 상기 베이스를 통과하는 가압 로드; 및
    상기 가압 로드에 연결되고, 상기 베이스를 기준으로 상기 가압 헤드의 반대편에 위치하는 가압 바디를 더 포함하는 시료의 열 확산도 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스는, 상기 가압 로드를 둘러싸고 상기 가압 로드의 이동을 가이드하기 위한 가이드 홀을 포함하는 시료의 열 확산도 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가압 로드는,
    상기 가압 헤드로부터 상방으로 연장되는 제 1 로드 파트;
    상기 제 1 로드 파트로부터 측방으로 연장되는 제 2 로드 파트; 및
    상기 제 2 로드 파트로부터 하방으로 연장되어 상기 가이드 홀을 통과하고, 상기 가압 바디를 지지하는 제 3 로드 파트를 포함하는 시료의 열 확산도 측정 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 가압부에 부착되고, 상기 홀더 덮개의 이동 거리를 측정 가능한 변위 센서를 더 포함하는 시료의 열 확산도 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 변위 센서는 상기 가압 바디에 부착되는 시료의 열 확산도 측정 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 적외선 감지부로부터 감지된 적외선 신호와, 상기 변위 센서에서 측정된 상기 홀더 덮개의 이동 거리에 기초하여 상기 시료의 열확산도를 측정하는 연산부를 더 포함하는 시료의 열확산도 측정 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 가압 헤드는,
    고리 형상의 헤드 베이스; 및
    상기 헤드 베이스로부터 하방으로 돌출 형성되는 복수 개의 탄성 부재를 포함하는 시료의 열확산도 측정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더 덮개를 둘러싸고, 상기 시료 홀더 및 홀더 덮개 사이를 밀봉하는 시일 링을 더 포함하는 시료의 열확산도 측정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 홀더 덮개는 상기 시료 홀더로부터 이격된 상태로 상기 시료 홀더의 내벽을 따라 슬라이딩 가능한 시료의 열확산도 측정 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 홀더 덮개는, 상기 시일 링을 수용하기 위해 측면에 함몰 형성되는 수용 홈을 포함하는 시료의 열확산도 측정 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 시료 홀더의 재질은 금속 또는 탄소인 시료의 열확산도 측정 장치.
KR1020180125559A 2018-10-19 2018-10-19 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치 KR102121120B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180125559A KR102121120B1 (ko) 2018-10-19 2018-10-19 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180125559A KR102121120B1 (ko) 2018-10-19 2018-10-19 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200044587A true KR20200044587A (ko) 2020-04-29
KR102121120B1 KR102121120B1 (ko) 2020-06-10

Family

ID=70466504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180125559A KR102121120B1 (ko) 2018-10-19 2018-10-19 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102121120B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210302342A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 Hitachi High-Tech Science Corporation Sample container for thermal analysis and thermal analyzer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2744977B2 (ja) * 1993-12-03 1998-04-28 株式会社スリーデイコンポリサーチ 材料における圧力−容積−温度特性の同時測定法
JP2006508341A (ja) * 2002-11-28 2006-03-09 エコール ディ’インゲニエウルス ドゥ カントン デ ヴァウド 多機能流体の熱伝導率の測定方法と装置
KR20130136973A (ko) * 2010-08-03 2013-12-13 페더럴-모걸 코오포레이숀 피스톤 조립체 수송 및 장착 장치와, 이 장치를 사용하여 피스톤 조립체를 수송하고 장착하는 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2744977B2 (ja) * 1993-12-03 1998-04-28 株式会社スリーデイコンポリサーチ 材料における圧力−容積−温度特性の同時測定法
JP2006508341A (ja) * 2002-11-28 2006-03-09 エコール ディ’インゲニエウルス ドゥ カントン デ ヴァウド 多機能流体の熱伝導率の測定方法と装置
KR20130136973A (ko) * 2010-08-03 2013-12-13 페더럴-모걸 코오포레이숀 피스톤 조립체 수송 및 장착 장치와, 이 장치를 사용하여 피스톤 조립체를 수송하고 장착하는 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bottom-Up and Top-Down Measurement Uncertainty Comparison of Thermal Diffusion Coefficient Measurement Using Laser Scintillation', Yonghyun Park et al., Korean Society for Analytical Science Conference, 2018.5, 167-167 *
Measurement of thermal conductivity of Er0.2Y2.8Fe5O12 thin film using ultrafast laser thermal reflection technique', Yoon-Young Kim, Korean Journal of Nondestructive Testing 37(6)(2017.12), 393-339 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210302342A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 Hitachi High-Tech Science Corporation Sample container for thermal analysis and thermal analyzer

Also Published As

Publication number Publication date
KR102121120B1 (ko) 2020-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102121120B1 (ko) 시료의 열확산도를 측정하기 위한 장치
RU2479836C2 (ru) Предварительно покрытые пленкой ячейки точного дозирования для рентгеноструктурного анализатора
CA2957677C (en) Interferometric measurement of liquid volumes
US20060260416A1 (en) Flow metering system
KR101804710B1 (ko) 열전소자의 발전 및 냉각효율 평가장치
NL175668C (nl) Inrichting voor het meten van de doorstroomhoeveelheid of van de deze grootheid bepalende parameters van een vloeistof met vrije vloeistofspiegel.
US10094695B2 (en) Interferometric measurement of liquid volumes
KR200477791Y1 (ko) 초음파 탐촉유닛
US20220373524A1 (en) Device and Method for Determination of a Catalyst State in a Chemical Reactor
Gerardi et al. Distributed temperature sensor testing in liquid sodium
Batista et al. Development of an experimental setup for microflow measurement using interferometry
Gong et al. Diagnostic techniques for the dynamics of a thin liquid film under forced flow and evaporating conditions
Panigrahi et al. Laser schlieren and shadowgraph
EP1535048A1 (en) Refractive index determination by micro interferometric reflection detection
EP3051278B1 (en) 3d thermal diffusivity
KR101939494B1 (ko) 수위 측정 장치
Timmel et al. Use of cold liquid metal models for investigations of the fluid flow in the continuous casting process
CN207366367U (zh) 一种苹果硬度检测用防过线装置
JP6384263B2 (ja) エコー特性補正方法
JP2022150524A (ja) 動粘度や密度に対する表面張力を測定するシステム、および測定する方法
KR102008576B1 (ko) 고점성도 유체 시료를 정량으로 공급하기 위한 장치
JP4852740B2 (ja) 高圧測定可能な示差走査型熱量計及びそれを用いた示差走査型熱流計装置
JPS56118261A (en) Thermal fusion of container and lid of storage battery and its device
Mordasov et al. Aerodynamic Measurements of the Surface Pressure
CN112902803B (zh) 一种锥面内径测量仪及其测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant