KR101104735B1 - Integrated Multi-Type Array UV Sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서에 관한 것으로, 전기 설비 대상물로부터 방출되는 자외선을 일정 거리 이격된 위치에서 검출하여 방전전류로 변환하는 자외선 센서 어레이 구조에 있어서, 상기 전기 설비 대상물로부터 방출되는 자외선에서 입사되는 광전자를 가속시키기 위한 하나 이상의 애노드 전극과 상기 다수의 애노드 전극에 공통으로 대응하는 하나의 공통 캐소드 전극, 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이를 절연하는 절연부, 상기 애노드 전극 간에 상호간섭을 최소화하는 장벽부, 및 상기 애노드 전극, 상기 캐소드 전극, 상기 절연부, 상기 장벽부를 커버하는 유리관을 포함한다.The present invention relates to an integrated multi-type array ultraviolet sensor, in the ultraviolet sensor array structure for detecting the ultraviolet light emitted from the electrical installation object at a predetermined distance spaced distance and converting it into a discharge current, the ultraviolet light emitted from the electrical installation object One or more anode electrodes for accelerating incident photoelectrons and one common cathode electrode corresponding to the plurality of anode electrodes, an insulation portion insulated between the anode electrode and the cathode electrode, minimizing mutual interference between the anode electrodes A barrier portion, and a glass tube covering the anode electrode, the cathode electrode, the insulation portion, and the barrier portion.
Description
본 발명은 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불꽃에 의한 화재 발생, 방화감시설비, 전력설비의 노후화, 절연열화에 의한 코로나 방전 발생 시, 넓은 범위의 자외선을 검출할 수 있도록 여러 개의 애노드를 캐소드 위에 배열하여 자외선 신호를 검출하는 센서 어레이에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated multi-type array UV sensor, and more particularly, to detect a wide range of ultraviolet rays when a fire occurs due to a flame, a fire prevention facility cost, an aging of a power facility, or a corona discharge due to insulation deterioration. It relates to a sensor array that detects an ultraviolet signal by arranging several anodes over the cathode.
자외선 센서는 기본적으로 광전효과를 이용한 고감도 자외선을 감지하는 센서이며, 상용화되어 판매되고 있다. UV sensors are basically sensors that detect high-sensitivity UV light using photoelectric effects, and are commercially available.
자외선 센서 구조는 자외선의 투과가 양호한 석영(fused silica) 유리관에 내에 진공을 뽑은 후 미량의 불활성 가스로 채우고 광전효율이 높은 세슘(CS)-은(Ag), 세슘-안티몬(Sb), 세슘-텔루르(Te), 멀티 알칼리 등의 물질막이 형성된 광전면 음극 전극과 고전압 양극 전극이 일정 간격으로 이루어진 유리관 구조로 이루어진다. The UV sensor structure is vacuum fused silica glass tube with good UV transmission and filled with a small amount of inert gas and has high photoelectric efficiency of cesium (CS) -silver (Ag), cesium-antimony (Sb) and cesium- The photovoltaic cathode electrode and the high voltage anode electrode, each having a material film such as tellurium (Te) or a multi-alkali, are formed in a glass tube structure having a predetermined interval.
미약한 세기의 자외선을 효과적으로 검출하기 위해 고전압의 직류 전압을 양극에 인가하여 방전효과를 발생시킴으로써 출력 신호의 증폭효과를 발생시킬 수 있다. In order to effectively detect the weak ultraviolet rays, a high voltage DC voltage may be applied to the anode to generate a discharge effect, thereby generating an amplification effect of the output signal.
이와 같은 방전효과를 나타내기 위한 임계값으로 방전 개시 전압(discharge start voltage)의 고전압의 직류 전원을 필요로 한다. 자외선 센서는 185~260nm 대역의 극자외선에 대해서 민감한 반응을 하는 센서로 가시광 대역의 광에 대해서는 반응을 보이지 않는다.As a threshold for displaying such a discharge effect, a high voltage DC power supply having a discharge start voltage is required. Ultraviolet sensors are sensitive to extreme ultraviolet rays in the 185-260 nm band and do not respond to visible light.
도1은 종래의 자외선 센서의 개략 단면도를 나타내고 있으며, 자외선이 발생하게 되면, 광전자(Photon)의 방출이 나타나게 되고, 도시된 UV 센서 수광부의 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode)를 통해 이를 감지하게 된다.Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a conventional ultraviolet sensor, when the ultraviolet light is generated, the emission of the photon (Photon) is shown, and to detect it through the anode and the cathode of the illustrated UV sensor receiver do.
도1에 도시된 자외선 센서의 동작원리는 자외선이 석영 유리관을 통과하여 광전면에 입사되면 광전면 표면에서는 광전효과에 의해 광전자가 방출된다. 이때 애노드와 캐소드로 구성된 양 전극에 고전압의 전계에 의해 광전면에서 방출된 광전자는 양극 쪽으로 가속되어 석영관 내에 가스들과 연속적으로 충돌하며 양이온과 이차 전자를 발생시킨다. 이렇게 발생된 이차 전자들 또한 가속되어지며 급속하게 증폭되고 큰 광전류가 방전되어 흘러 자외선을 검출하게 되는 원리이다. 이때의 동작 온도는 -20℃에서 +60℃이며 감도(sensitivity)는 5000cpm이다. The operating principle of the ultraviolet sensor shown in FIG. 1 is that when ultraviolet light passes through a quartz glass tube and enters the photoelectric surface, photoelectrons are emitted by the photoelectric effect on the photoelectric surface. At this time, the photoelectrons emitted from the photoelectric surface by the high-voltage electric field on the anode and the cathode are accelerated toward the anode and continuously collide with the gases in the quartz tube to generate cations and secondary electrons. The secondary electrons thus generated are also accelerated and rapidly amplified, and a large photocurrent is discharged to detect ultraviolet rays. At this time, the operating temperature is -20 ℃ to +60 ℃ and the sensitivity (sensitivity) is 5000cpm.
자외선 센서의 주요 용도는 가스ㅇ오일 라이터 등의 불꽃 감지기, 화재경보기, 방화감시센서, 버너 등의 연소 감시 장치, 자외선의 누설검사기, 방전현상의 검지기, 자외선 스위치 등에 이용되고 있다. The main uses of UV sensors are flame detectors such as gas oil lighters, fire alarms, fire alarm sensors, combustion monitoring devices such as burners, UV leak detectors, discharge detectors, and UV switches.
기존의 단일 자외선 센서는 감시 시야감도가 전방 방향을 중심으로 0°~90° 범위에서 모두 감지가 가능하지만 90°방향으로 갈수록 효율은 떨어지는 단점과 모든 시야범위를 검출할 수 있지만, 정확하게 어느 위치에서 자외선이 발생하는지는 구별하기 힘들다. Conventional single UV sensors can detect all surveillance ranges in the range of 0 ° to 90 ° around the forward direction, but can detect all the ranges and the disadvantages of decreasing efficiency toward 90 °. It is difficult to tell if ultraviolet light is generated.
또한, 자외선 발생 위치를 구별하기 위해 자외선 센서를 배열하여 이용할 수 있지만 배열에 따른 면적이 증가하고 자외선에 반응하는 각각의 애노드 사이와 캐소드 사이의 거리가 멀기 때문에 공간이 증가되어 이용에 있어 불편함이 따르게 되는 문제점이 있다.In addition, ultraviolet sensors can be arranged in order to distinguish the locations of ultraviolet rays, but the area increases according to the arrangement, and the distance between the anodes and the cathodes responding to the ultraviolet rays is increased, so that the space is increased, which is inconvenient to use. There is a problem that follows.
본 발명은 상기와 같이 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그의 목적은 불꽃에 의한 화재발생, 화재감지기, 전력설비의 노후화 및 절연열화에 의한 코로나 방전의 발생 시의 자외선을 감지하여 이상여부를 인지할 수 있게 하는 자외선 센서를 컴팩트하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 자외선의 발생위치를 정확하게 감지해 낼 수 있는 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object thereof is whether the abnormality by detecting the ultraviolet rays in the occurrence of a corona discharge due to fire occurrence, fire detector, aging of power equipment and insulation deterioration by the flame It is not only possible to manufacture a compact UV sensor that can be recognized, but also to provide an integrated multi-type array UV sensor capable of accurately detecting a location of ultraviolet light.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서는, 전기 설비 대상물로부터 방출되는 자외선을 일정 거리 이격된 위치에서 검출하여 방전전류로 변환하는 자외선 센서 어레이 구조에 있어서, 상기 전기 설비 대상물로부터 방출되는 자외선에서 입사되는 광전자를 가속시키기 위한 하나 이상의 애노드 전극과 상기 다수의 애노드 전극에 공통으로 대응하는 하나의 공통 캐소드 전극, 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이를 절연하는 절연부, 상기 애노드 전극 간에 상호간섭을 최소화하는 장벽부, 및 상기 애노드 전극, 상기 캐소드 전극, 상기 절연부, 상기 장벽부를 커버하는 유리관을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. In the integrated multi-type array ultraviolet sensor according to the present invention for achieving the above object, in the ultraviolet sensor array structure for detecting the ultraviolet rays emitted from the object of the electrical equipment at a predetermined distance and converting the discharge current into the discharge current, the electrical At least one anode electrode for accelerating photoelectrons incident from ultraviolet rays emitted from a facility object and one common cathode electrode corresponding to the plurality of anode electrodes, an insulation portion insulated between the anode electrode and the cathode electrode, the A barrier unit for minimizing mutual interference between anode electrodes, and a glass tube covering the anode electrode, the cathode electrode, the insulation portion, the barrier portion.
또한, 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서에 있어서, 상기 캐소드 전극은 판상으로 이루어지고, 상기 애노드 전극은 상기 캐소드 전극에 형성된 통공을 통하여 상기 절연부에 절연된 상태로 외부 전선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, in the integrated multi-type array ultraviolet sensor according to the present invention, the cathode electrode is made of a plate-like, the anode electrode is connected to an external electric wire in an insulated state through the through hole formed in the cathode electrode It is characterized by.
본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서에 따르면, 전력설비의 절연열화 또는 기중방전에 의해 발생되는 코로나 방전과 전기설비의 초기 이상상태 발생 시, 이상 여부를 인지할 수 있게 할 수 있고, 기존 센서 어레이와 비교하여 동일한 기능을 가지면서 자외선의 발생 위치를 검출할 수 있는 효과가 있다. According to the integrated multi-type array ultraviolet sensor according to the present invention, when the initial abnormal state of the electrical equipment and corona discharge generated by the insulation deterioration or air discharge of the power equipment can be recognized, it is possible to recognize the abnormality, the existing sensor Compared with the array, it has the same function and can detect the generation position of ultraviolet rays.
또한, 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서는 전력설비를 관리하는 전기안전관리자들이 전력설비의 운용에 있어서 일상점검, 정기점검 및 교체 주기를 선정하는데 정보를 제공하는 효과가 있다. In addition, the integrated multi-type array ultraviolet sensor according to the present invention has the effect of providing information to the electrical safety managers who manage the power equipment to select the daily inspection, regular inspection and replacement cycle in the operation of the power equipment.
도1은 종래의 자외선 센서의 개략 단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서의 개략 단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서의 개략 평면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional ultraviolet sensor.
2 is a schematic cross-sectional view of an integrated multi-type array ultraviolet sensor in accordance with the present invention.
3 is a schematic plan view of an integrated multi-type array ultraviolet sensor in accordance with the present invention.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 도면에 도시된 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서는 다수의 애노드 전극(20), 공통 캐소드 전극(30), 상기 애노드 전극(20)과 캐소드 전극(30)을 서로 차단하는 절연부재(50), 애노드 전극(20)을 각각 구분하여 분리하는 장벽부(40)와 이들을 탑재하는 센서 베이스 부재(70) 위를 커버하는 유리관(60)을 구비하여 이루어지고, 전기 설비 대상물로부터 방출되는 자외선을 일정 거리 이격된 위치에서 검출하여 방전전류로 변환하도록 한다.As shown in FIG. 2, the integrated multi-type array UV sensor according to the present invention blocks a plurality of
도2에 도시된 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서 구조는 금속의 광전효과와 가스증배효과를 이용하기 때문에 금속의 광전효과에 의한 자외선을 검출하기 위해 애노드 전극(20)과 캐소드 전극(30)으로 구성되어 있다.Since the integrated multi-type array UV sensor structure shown in FIG. 2 uses the photoelectric effect and the gas multiplication effect of the metal, the
이때, 도2에 도시된 바와 같이 상기 애노드 전극(20)은 상기 전기 설비 대상물로부터 방출되는 자외선에서 입사되는 광전자를 가속시키기 위한 것으로 다수 개가 배치되어 있다.At this time, as shown in Figure 2, the
또한, 상기 캐소드 전극(30)은 상기 다수의 애노드 전극(20)에 공통으로 대응하도록 센서 베이스 부재(70) 위에 설치되어 있는 판상으로 된 하나의 공통 캐소드 전극(30)으로 구비된다. In addition, the
이때, 상기 절연부(50)는 상기 애노드 전극(20)과 상기 캐소드 전극 사이(30)를 절연하여 상기 애노드 전극(20)과 상기 캐소드 전극(30)이 서로 접촉하지 않게 한다.In this case, the
또한, 상기 장벽부(40)는 상기 다수의 애노드 전극(20) 간에 방전 동작시에 자외선 방사에 의한 상호간섭을 최소화하도록 위해 설치된다. In addition, the
또한, 상기 유리관(60)은 상기 애노드 전극(20), 상기 캐소드 전극(30), 상기 절연부(40), 상기 장벽부(50)를 커버하도록 구비된다.In addition, the
도2를 참조하면, 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서는 상기 유리관(60) 내에 평판형 금속으로 이루어진 하나의 공통 캐소드 전극(30) 위에 다수의 애노드 전극(20)을 배치시킴으로써 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, the integrated multi-type array ultraviolet sensor according to the present invention is constructed by placing a plurality of
도3은 상기 도1에 도시된 본 발명에 따른 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서를 위에서 바라본 평면도이다.3 is a plan view from above of the integrated multi-type array ultraviolet sensor according to the present invention shown in FIG.
도3을 참조하면, 다수의 애노드 전극(20)들이 장벽부(40)에 의하여 구획되어 있어서 다수의 자외선 센서의 기능을 하는 멀티 타입 어레이 구조를 보여주고 있다. Referring to FIG. 3, a plurality of
이때, 상기 장벽부(40)의 역할은 애노드 전극(20)과 애노드 전극(20)의 접촉을 방지할 뿐만 아니라, 방전 동작시 자외선 방사에 의한 상호 간섭을 최소화하기 위해 설치되는 것이다.In this case, the
또한, 도2, 도3에 도시된 바와 같이 상기 공통 캐소드 전극(30)은 판상 금속으로 이루어지고, 상기 공통 캐소드 전극(30)에는 수많은 통공(55)이 형성되어 있다.2 and 3, the
이때, 상기 애노드 전극(20)은 각각 상기 센서 베이스 부재(70)와 그 위에 배치된 캐소드 전극(30)에 형성된 통공(55)을 통하여 외부로 연결되는 외부 연결부(anode lead, 22)로 연장된다.In this case, the
여기에서, 상기 통공(55)을 통하여 외부 전선으로 연장되는 상기 애노드 전극(20) 주위를 상기 캐소드 전극(30)에 접촉하지 않도록 상기 절연부(50)에 의해 밀봉시켜 절연된다.Here, the
또한, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 공통 캐소드 전극(30)에서 연장되는 외부 연결부(cathod lead, 32)는 상기 센서 베이스 부재(70)를 관통하여 외부로 연결된다.In addition, as shown in FIG. 2, the
상기 외부 전선(22, 32)은 상기 애노드 전극(20)과 캐소드 전극(30) 각각에 전원을 공급하거나 자외선 검출에 따른 광전 전류를 외부로 전달하기 위한 것이다.The
이상에서 기술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms described above are terms set in consideration of functions in the present invention, and the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the present specification.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although the present invention has been described in detail only with respect to the specific embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. .
20 : 애노드 전극 30 : 캐소드 전극
22, 32 : 외부연결부 40 : 장벽부
50 : 절연부 55 : 통공
60 : 유리관 70 : 센서 베이스부20: anode electrode 30: cathode electrode
22, 32: external connection 40: barrier
50: insulation 55: through hole
60: glass tube 70: sensor base portion
Claims (2)
상기 전기 설비 대상물로부터 방출되는 자외선에서 입사되는 광전자를 가속시키기 위한 적어도 2개 이상의 복수의 애노드 전극들과 상기 복수의 애노드 전극들에 공통으로 대응하는 하나의 공통 캐소드 전극;
상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이를 절연하는 절연부;
상기 애노드 전극 간에 상호간섭을 최소화하는 장벽부; 및
상기 애노드 전극, 상기 캐소드 전극, 상기 절연부, 상기 장벽부를 커버하는 유리관을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서. In the ultraviolet sensor array structure for detecting the ultraviolet rays emitted from the electrical installation object at a predetermined distance from the position and converting them into a discharge current,
At least two or more plurality of anode electrodes for accelerating photoelectrons incident from ultraviolet light emitted from the electrical installation object and one common cathode electrode corresponding to the plurality of anode electrodes in common;
An insulation part insulated between the anode electrode and the cathode electrode;
A barrier unit for minimizing mutual interference between the anode electrodes; And
And a glass tube covering the anode electrode, the cathode electrode, the insulation portion, and the barrier portion.
상기 캐소드 전극은 판상으로 이루어지고, 상기 애노드 전극은 상기 캐소드 전극에 형성된 통공을 통하여 상기 절연부에 의해 절연된 상태로 외부 전선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 일체형 멀티 타입 어레이 자외선 센서.
The method of claim 1,
And the cathode electrode is formed in a plate shape, and the anode electrode is connected to an external wire in an insulated state by the insulating part through a through hole formed in the cathode electrode.
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| KR970004490A (en) * | 1995-06-29 | 1997-01-29 | 김주용 | Multiplexing / Demultiplexing Device of Digital Transmission System |
| KR20060041936A (en) * | 2004-02-16 | 2006-05-12 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | UV sensor and its manufacturing method |
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2010
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