누액감지 센서 기술

 

유해화학물질은 취급하는 장소 혹은 장비에 화학물질 사용에 따른 누출로 인명 사고 및 설비 등의 재산적 피해를 미연에 방지하기 위해 누액감지기를 설치하도록 규정하고 있어 금번 누액감지 센서 기술에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

누액감지 센서 기술

누액감지 센서의 개요

누액감지 센서는 산 및 알칼리 등의 용액과 같은 유해화학물질의 누출을 미연에 감지하고 예방하여, 인명피해와 환경보호 및 관련 시설을 보호하기 위한 것으로 다음과 같은 시스템으로 구성되어 있다.

 

<그림. 1> 유해 화학 물질 감지 시스템(Source: 한국과학기술정보연구원 보고서)

 

 

누액감지 센서 기술 개발 동향

누액감지 센서는 각종 산업 분야에 널리 사용되는 제품으로 가스, 오일, 물, 산 및 알칼리용액 등 누수를 확인하여 산업사고를 미연에 방지하는 용도로 종류가 다양하다

 

현재 있는 누액감지 센서의 종류로는 포인트 타입(Point type), 케이블 타입(Cable type), 밴드 타입(Band type), 필름 타입(Film type)이 있고, 주로 Cable type 혹은 Film type 센서가 주로 사용되고 있다.

 

◎ 필름형 타입 센서의 경우 대부분 수입(미국, 유럽, 일본 등)에 의존하고 있으며

국내 개발생산품이 전무 하다시피 하며, 국내에서 제작된 제품이라 해도 기존 수입품의 생산방식을 카피하는 형식에 머물러 있는 상황임

 

◎ 해외에서 제작되고 있는 누액감지 센서의 종류로는 포인트 타입(Point type), 케이블 타입(Cable type), 밴드 타입(Band type)이 있으며, 각 종류별로 세계시장 점유율은 49%, 45%, 5% 정도이고, 각각의 누액감지 센서들은 장/단점이 나타남

 

- 포인트 타입 센서의 경우는 광역을 커버하기보단 소규모 지역에 점 단위로 설치를 주로 하며, 설치비용 대비 커버할 수 있는 영역이 좁고, 주로 광센서를 이용하는 관계로 항시 균일한 조도를 유지하여야 하며, 센서 단말 부위에 고정 장치를 장착하여야 한다는 점, 조도의 변화가 거의 없는 화학약품의 경우에는 오작동이 빈번히 발생하는

단점이 있음

- 케이블 타입이나 밴드타입의 누액센서 같은 경우는 광역면적에서 높은 센싱 능력을 나타내지만, 케이블 타입 센서 같은 경우에는 Leak 발생 후에 용액의 건조가 용이하지 않으며 제품의 가격이 높다는 단점이 있고, 제품의 형태로 인해 바닥부위 설치 면에 고정이 되지 않아 작업자가 걸려 넘어질 수도 있고, 무거운 물체가 이 센서 부위를 통과 시 센서가 단선될 확률이 높은 큰 단점을 가지고 있음

 

 

누액감지 센서의 특징

◎ 케이블 센서는 일정한 저항값을 갖는 2개의 도선을 스크류 방식으로 꼬아 제작된 센서로서 해당 위치에 Leak 발생 시 액체의 저항값을 수신하여 거리 감지 및 액체 유무를 감지하고, 흡착형으로 액체를 감지한 후 재사용까지 별도의 건조 시간을 필요로 하며, 손상 시 전 센서 라인을 들어내야 하기 때문에 경제성이 떨어지며, 바닥면 고정을 위한 브라켓 등이 필요하고, 고정 이후라도 작업자의 이동에 방해 등의 단점

 

◎ 포인트(Spot)센서에는 photoelectronic 센서의 빔(Beam)과 액체 굴절율 차이에 따른 액체의 유무를 감지하며, 누액 센싱과 알람 기능이 일체화 되어있고, 점 단위의 설치 방식으로 설치 면적 대비 높은 가격 등의 단점

 

◎ 밴드(Band)센서는 2개의 metal밴드에 흐르는 전류가 도전성액체(water 또는 물성)에 의해 전기적 Short 현상으로 누액을 검출한다. 원리는 1개의 도선에는 일정한 전류가 흐르고, 나머지 도선은 액체(도전체)를 통해 넘어오는 전류를 수신하여 액체 유/무를 감지한다. 하지만 바닥 면에 따로 고정하여야 하고, 작업자의 이동에 방해를 줄 수 있으며, 압력을 가할 시 쉽게 파손되는 단점

 

◎ 필름형 센서는 한국에서 최초로 개발한 누수 검출 센서로서, 센서 필름의 정확한 액체/누설 발생지점 계산을 위해 단위 면적당 정확한 전기저항값을 갖는 인쇄회로의 설계로, 액체 누설 발생 시 액체의 전류값을 수신하여 액체의 유/무를 감지하는 원리를 이용하여 대량/소량 액체량, 센서의 단선 확인, PET필름, PI등의 소재 사용, 박막 필름형 센서로 접착제 사용이 용이하여 바닥 밀착성이 우수하고 설치 편리성 및 유지관리의 편리성 등의 장점

 

<그림. 2> 누액 감지 센서의 종류별 특징

 

 

Reference : 한국과학기술정보연구원 보고서 산 및 알칼리 화학물질 감지용 내화학성 누액 감지 센서 및 시스템 개발