pH 센서는 전기화학적 측정원리에 근거하여 측정하고자 하는 용액의 pH값에 비례하는 기전력을 발생시키며, 전체적인 구조는 일종의 전지와 같은형태이다. 모든 전지와 마찬가지로 pH 센서도 두개의 전극으로 구성되며 각각 측정전극(Glass Electrode)과 기준전극(Reference Electrode)으로 구분이 된다. 측정 전극은 용액의 pH 값에 비례하는 기전력을 발생시키는 구조로 되어 있으며, 위 그림의 왼쪽과 같은 형태로 제작이 된다.
기준전극은 위 그림의 오른쪽과 같은 형태로 제작이 되며, 측정전극과 함께 전기적 회로를 완성하며, 안정적인 비교 전원 발생으로 측정전극의 전압이 측정pH에 의해서만 영향 을 받을 수 있도록 제작되어야 한다. 대부분의 측정용 기준전극은 염화칼륨(KCl)용액으로 구성되며 염화은(AgCl)의 함유량이 조절되어야 한다.
이 전해액(Electrolyte)에 은(Ag)/염화은(AgCl)전극이 설치된다. 이 반절(Half cell)의 전지(Cell)에 의해 발생되는 기전력은 KCl과 AgCl의 농도에 따라 변동하게 된다. 이 기전력은 전 대역의 pH 값에도 안정적이며 센서 출력의 전반적인 값을 변화시킨다. 센서는 사용 목적에 따라 다른 농도의 전해액을 사용할 수 있으나 공정용 센서는 고농도의 전해액에서 성능과 수명이 향상된다.
기준전극의 전해액은 반드시 이온농도가 높아 전기저항이 낮아야 하며, 이상적으로는 피측정물질과 전해액 사이에는 화학반응이 없어야 한다.
3M~3.3M KCl용액은 넓은 온도범위에서 위의 조건을 대체로 만족시켜서 일반적으로 많이 사용하고 있다.
pH 센서에서 액체 접촉부(Liquid junction)는기준 전극의 KCl이 측정 대상 용액과 접촉이 되는부분으로서 여러 가지의 역할을 담당하게 된다.
액체 접촉부는 KCl/AgCl 용액이 소모되면서 정확한 pH값의 측정을 가능하게 하고,동시에 이 전해액이 측정하고자 하는 용액과“염 다리(Salt bridge)”의
역할을 할 수 있게 한다. 이러한 액체 접촉부(Liquidjunction)는 미세한 구멍이나 다공질의 세라믹, 테프론(Teflon), 카이나(Kynar) 등의 재질로 구현 될수 있다. 이러한 통로로 인해 측정 전극과 기준 전극간의 전류 통로가 존재하게 된다.
일반적으로 실험실용 센서의액체 접촉부(Liquid junction)는 매우 작게 유지되며 공정용의 센서에서는 보다 증가하게 된다.기준 전극(Reference electrode)이 오염되면 측정 회로상에 원치 않는 기전력이 야기될 수 있다.
이는 용액과의 접촉으로 인하여 발생하는“접촉부 전압(Junction potential)”의 결과로써, 이러한 전압은 “염 다리(Salt bridge)”를 통하여 앞으로 혹은뒤로 이동하는 양이온/음이온 등의 확산 비율이변하기 때문에 발생한다.
일반적으로 많이 사용되고 있는 액체 접촉부(Liquid junction)의 형태는 다음과 같으며, 각 현장 및 실험용도에 맞는 형태의 액체 접촉부 형태의 전극을사용하여야 보다 정확한 측정을 할수가 있다.
: ABS는 비정성의 스틸렌계 열가소성 수지로, 내충격성, 강성, 플로우등의 밸런스가 뛰어나 치수 안정성, 성형 가공성에도 뛰어난 특징을 가지고 있다.
아크릴 · 부타디엔 · 스틸렌의 3개의 성분을 화학적으로 통합 시키고 , 각각의 특성을 균형있게 유지한 범용성이 뛰어난 플라스틱이다.
각 구성 성분의 주요한 특징은 다음과 같다.
- 아크릴 : 기계적인 성능이나 내열성이 뛰어나다.
- 부타디엔 : 고무 성분이므로, 내충격성이 뛰어나다.
- 스틸렌 : 성형성, 전기적 특성에도 뛰어나다.
(1) ABS의 주요한 특징
-저온 내충격성, 내크랙성, 인장강도, 전기적 성질이 뛰어나다.
- 2차 가공성이 용이하다 : 절단이나 구멍 뚫기등의 가공이 용이,
도장, 도금, 진공 증착, 핫 스탬프, 실크 인쇄등의 표면 처리가 용이(특히 표면 처리를 필요로 하는 용도에 많이 사용한다. )
tapping, 인서트, 접착등의 접합이 용의.
- 양호한 표면 외관을 가진다.
(2) ABS의 주요 용도
- 전기, 전자 제품 : 복사기부품, 쿨러 부품, TV, 청소기, 세탁기, 냉장고 이너 박스, 냉장고 문 라이너, 드라이어, 계산기등의 부품 ·하우징
- 차량용품 : 차량내장, 계기 커버, 층계 쉬프트 커버, 라지에타그릴, 콘솔 박스등
- 디스플레이 및 각종 패널 : 디스플레이, 간판, 싸인·표시판 등
- 잡화 : 문구, 완구, 식탁 용품, 화장실 용품 등
- 인테리어 용품 : 화장 캐비넷, 세면 화장대, 원예 용품 등
- 기타 : 슈우트 케이스, 서류 가방, 스포츠 용품, 가구, 악기 등
PC (렉산 - 폴리카보네이트 : Polycarbonate)
: 일반적으로 플라스틱 재료는 충격에 강한 내구성과 항장력의 균형이 안맞는 결점을 가지지만 PC는 좋은 특성을 나타낸다. 또 크리프 특성이 뛰어나고 고온에서도 우수성을 나타낸다. 하중 굴곡 온도도 가장 높은 부류에 속해, 하중의 대소에 의해 하중 굴곡온도가 큰폭으로 변하지
않는 특징이 있다. 또 저온 특성도 좋은 편이고 높은 투명를 가지는 비결정성 열가소성 수지이다.
전기적인 성질도 우수해 온도, 주파수에 의한 변화가 적고, 흡수율도 작기 때문에 습기의 영향을 받지 않는 특징을 가지고 있다.
화학적으로도 알코올, 기름, 약산 등에 안정적인 편이다.
(1) PC의 주요한 특징
- 내 충격성 : 일반유리의 250배 이상으로 충격에 강하다. - 치수 안정성 : 온도나 수분에 의한 영향을 거의 받지 않는다.
- 내후성 : 내자외선성이 뛰어나 장기에 걸쳐 높은 물성을 유지할 수 있다.
- 투명하고, 가공과 표면처리가 우수하고 용접과 접착이 용이하다.
- 넓은 온도 범위에서의 뛰어난 전기 특성 : 전기적 특성이 넓은 온도 범위에 걸쳐서 변화하지 않기 때문에 절연 재료로서 뛰어나다.
(2) PC의 주요 용도
- 투명성을 요구하는 모델 제작
- 통신·정보·OA기기 (휴대전화, 복사기 부품)
- 정밀 기기 (카메라 부품, 손목시계 내부 기구 부품)
- 광학 관련 (콤팩트 디스크, 광섬유)
- 음향 · 가정 전기(다리미, CD플레이어)
- 전자기기 (코넥터, 휴즈관, IC트레이)
- 자동차 (패널, 실내등불, 테일 램프)
- 스포츠 (스키 고글, 골프 클럽 헤드, 가라테 방어용 기구)
- 건재 (철도용 방음벽, 축구 덕아웃, 자동 판매기, 전식싸인)
PE (폴리에틸렌 : Polyethylene)
: 폴리에틸렌은, 「가볍다」·「녹슬지 않는다」·「썩지 않는다」라고 하는 플라스틱 공통의 특성에 화학 안정성 , 내후성 , 내수성 , 내저온 충격성 , 절연성 ,
성형성등이 뛰어난 특성을 갖추고 있을 뿐만 아니라, 플라스틱 중 에서도 최경량에 속하고 가격이 저렴한 특징이 있다.
이와 같은 이유로 공업용 재료로부터 일용 잡화에 이르기까지 광범위한 용도에 사용되고 있다.
(1) PE의 주요한 특징
- 밀도에 의해 다음과 같이 구분한다.
HDPE (High density polyethylene) ⇒ (고밀도 폴리에틸렌 = 경질 폴리에틸렌)
LDPE (Low density polyethylene) ⇒ (저밀도 폴리에틸렌 = 연질 폴리에틸렌)
Graphite), PEEK HT (고온에서 사용이 가능하도록 개발된 새로운 Grade의 PEEK로써 용융온도가 374도 정도로 매우 높다)등으로 구분이 된다.
(1) PEEK의 주요한 특징
- 연속 사용 온도 : 250℃ (고온하에서의 연속 사용가능 )
- 특별히 뛰어난 내약품 특성 : 광범위한 약품에 대해, 뛰어난 내성을 나타낸다.
- UL규격 94 V-0 : 내연소성, 저발연성이 뛰어난다.
- 열수 · 수증기 중에서 안정된 물성 : 250℃의 가압열수중/수증기중, 3000시간 방치 후도 물성에 대부분 영향 없음.
- 뛰어난 내방사선성 : 방사선 안정성이 뛰어나다.
- 넓은 온도 범위에서의 뛰어난 기계 특성 : 높은 기계적 강도 · 응력왜 특성 · 내크리프성 · 피로 특성을 나타낸다.
- 식품위생법으로 적합하다.
- 뛰어난 전기적 특성, 내후성이 뛰어나다.
(2) PEEK의 주요 용도
- 계측 기기 부품·각종 정밀 부품 - 각종 식품 가공 라인 - 반도체 제조 관련 설비·도금 가공 기기 관련 부품·금속 표면 처리 관련 설비 - 원자력 관련 설비 - 반도체 제조 관련 설비·절연재 - 자동차 부품·항공기 부품·각종 제조 라인용 부품 - 열수 · steam용 밸브 · 펌프 · 배관등의 부품
차압(한쪽 압력은 보통 대기압)의 힘으로 탄성 변형된 변위를 바늘에 전달하여 회전각으로 표시하는 진공계입니다.측정부와 표시부가 하나로 되어 있어 간편하고 저렴하지만 대기압 부근의 압력만 측정할 수 있습니다.
2.마노미터(manometer)
진공계로 이용되는 마노미터는 길이가 1m 남짓한 U자 모양의 유리관내에 절반 정도의 높이까지 수은을 채워 눈금판(잣대)과 함께 연직 설치한 것이 일반적입니다.
관의 한쪽 끝은 대기에 개방하고 다른 한쪽을 진공계에 접속하면 대기와 압력차가 그대로 2개의 관내 수은면의 높이로 표시됩니다.
잘 알려져 있듯이 이 높이의 차이(수은주)를 mm 단위로 나타낸 압력이 Torr이며 차압이 1기압이면 수은주는 760mm가 됩니다.
절대압 측정이 가능하고 확실한 진공계이지만 독성이 있는 수은을 취급하기 때문에 다양한 주의와 대책이 필요합니다.
이 때문에 계기를 교정하는 장소 이외에서는 격막 진공계로 바뀌고 있는 것 같습니다.
3.맥클라우드 진공계(McLeod gauge)
마노미터와 함께 절대압을 측정할 수 있는 전압계로 맥레오드로 발음하는 경우도 종종 있습니다.
구조는 약간 복잡하지만 비측정계의 기상을 기존 용적의 공간에 넣어 압축하고 그 결과 증가한 압력을 수은주로 표시합니다.
마노미터보다 낮은 압력을 높은 신뢰성으로 측정할 수 있는 이점이 있지만 수은을 사용하는 것, 연속해서 측정할 수 없는 것 등에서 계기의 교정이 필요한 경우 외에는 별로 이용되지 않습니다.
4.격막 진공계(diaphram gauge)
차압의 힘으로 얇은 판을 탄성 변형시켜 그 변위에서 압력을 구하는 전압계입니다.
탄성 변형을 이용하는 점에서는 부르돈관과 동일하나, 보다 낮은 압력을 정밀하게 측정할 수 있고 전기 신호도 쉽게 꺼낼 수 있습니다.
단 하나의 측정자로 측정 가능한 압력범위는 3자리 정도이며, 위 그림에 나타낸 영역을 커버하기 위해서는 복수의 측정자(압력영역에 따라 두께 등이 다르다)를 사용할 필요가 있습니다.
5.피라니 진공계(Piranigauge)
대표 길이가 기체의 평균 자유행정보다 충분히 작을 경우, 즉 분자류 영역에서는 기체 분자가 고체로부터 빼앗는 열량은 압력에 비례한다는 원리에 기초하고 있다.
유회전 펌프로 도달 가능한 중진공을 측정하는 데 자주 이용됩니다.
6.열전쌍 진공계(thermocouple gauge)
피라니 진공계와 동일한 원리로 압력을 측정합니다.
피라니 진공계에 비해 다소 정밀도는 떨어지지만 회로가 단순하고 저렴한 것이 특징입니다.
7.가스라관(Geisslertube)
고전압 방전의 형상이나 색상으로부터 대략적인 압력을 판단하는 진공계입니다.
압력이 명시되지 않으므로 진공계로 분류되지 않을 수도 있습니다.
전리현상을 이용한다고 되어 있지만 격려된 원자도 빛을 발하기 때문에 전리량만을 관찰하고 있는 것은 아닙니다.여러 가지 단점은 있지만 구조가 간단한 점, 멀리서도 시인성이 좋은 점, 기체에 따라 방전색이 다른 점 등으로 인해 조경계의 압력모니터나 누출검사기로 지금도 사용되고 있습니다.
8.페닝 진공계(Penning gauge)
가스라관과 마찬가지로 기체의 방전현상을 이용하는데, 전리한 이온의 수에서 압력을 환산하기 때문에 정량성이 있습니다.
또, 자기장을 병용 해 전자의 비행 시간을 길게 하기 때문에, 가이스러관보다 낮은 압력으로 방전을 유지할 수 있습니다.
전리진공계보다는 정량성이 떨어지지만 구조가 간단하고 측정자가 잘 손상되지 않으므로 고진공 영역에서 정밀도가 덜 필요한 압력 측정에 자주 이용됩니다.
9.이온화 진공계(ionization gauge)
가열된 필라멘트에서 방출된 열전자를 가속시켜 기체 분자와 충돌시키면 이온이 생성됩니다.
이온 생성량이 기체 분자의 밀도에 비례하는 것을 이용하여 압력을 측정하는 것이 전리 진공계입니다.
페닝 진공계도 전리 현상을 이용하지만 방전에 의한 것이므로 냉음극 전리 진공계라고 불릴 수 있습니다.
이에 비해 전리진공계는 열전자에 의하기 때문에 정확하게 열음극 전리진공계라고 불러야 하지만 관용적으로는 단순히 전리진공계라고 하는 경우가 많습니다.
슐츠 게이지나 B-A 게이지도 전리 진공계의 일종으로, 고진공에서 초고진공 영역의 압력을 정확하게 측정하는 진공계로 많이 사용되고 있습니다.
10.질량분석계(massanalyzer)
전리진공계와 구조는 비슷하지만 특정 질량/전하비를 가진 이온만 검출함으로써 분압, 즉 기체의 조성을 알 수 있습니다.
진공 중에 잔류하고 있는 기체의 분압을 측정한다고 해서 잔류가스분석계(RGA-residual gassanalyzer)라고도 불린다.
또 특정 질량/전하비를 가진 이온을 선택하는 기구에 네 가지 전극을 이용하는 분석계는 4중극질량분석계(QMA-quadrupole massanalyzer)라고 한다.
특정 기체만 검지하고 싶을 경우에는 필수적 분석계로 용도가 특수한 관계로 '진공계'로 분류되지 않을 수 있습니다.
2. 도금 두께 측정기 CT-3 (전해식-아날로그타입) ...........................................................................................................(9) CT-4 (전해식-디지털타입) .............................................................................................................(9) GCT-311 (전해식-PC형) ...............................................................................................................(10) GCT-311 STEP (전해식-다층니켈형) ...............................................................................................(10) 측정 가능 도금 / 하지 조합 및 사용 시약 ......................................................................................... (11) D-20 (와전류-아날로그타입) .........................................................................................................(12) DMC-211(와전류-PC형) ..............................................................................................................(12) 측정 가능 도금 / 하지 조합 및 측정 범위 ...........................................................................................(13) CMI243 (와전류-휴대형) .............................................................................................................(14) CMI95M(동 두께측정기) ..............................................................................................................(14)