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제안 방법
- 제너레이터에서 발생한 펄스의 주파수는 4 MHz이고 전압은 7 V를 사용하였다. 검출기를 통하여 캐패시터의 전류를 정류하고 증폭하였다
- 4는 오일 내 수분함량 측정을 위하여 본 실험에서 사용한 측정센서 장치를 나타내고 있다. 고안된 센서는 윤활유 표면 위에 위치한 공기 체적으로 건조한 공기를 불어넣어 오일 내의 수분 기체가 기화되는 현상을 이용하여 오일 내에 존재하는 수분함량을 정량적으로 측정하도록 하였다. 수분을 함유하고 있는 오일 표면이 경계면에서 건조한 공기와 만나면 수분 평형을 이루기 위하여 오일 내부의 수분이 공기 쪽으로 기화하게 된다.
- 또한 적은 상대습도의 변화를 효과적으로 측정하기 위하여 캐패시터 소자 위에 펠티어(peltier) 열전소자(5)를 위치하고 그리드 소자 표면을 이슬점 (dew point) 온도까지 냉각하여 소자 표면에 수분이 응축하도록 하였다. 따라서 그리드 소자의 정전용량은 소자 표면에 응축한 수분의 질량에 비례하여 변화되며 상기 변화량을 통하여 오일 내 수분함량을 정량적으로 측정하도록 하였다.
- 5와 같이 그리드(grid) 구조를 갖는 캐패시터(capacitor) 센서 소자(4)를 위치하고 이를 통하여 공기 내 상대습도의 변화를 간접적으로 측정하도록 하였다. 또한 적은 상대습도의 변화를 효과적으로 측정하기 위하여 캐패시터 소자 위에 펠티어(peltier) 열전소자(5)를 위치하고 그리드 소자 표면을 이슬점 (dew point) 온도까지 냉각하여 소자 표면에 수분이 응축하도록 하였다. 따라서 그리드 소자의 정전용량은 소자 표면에 응축한 수분의 질량에 비례하여 변화되며 상기 변화량을 통하여 오일 내 수분함량을 정량적으로 측정하도록 하였다.
- 오일 내 수분함량 측정을 위하여 윤활유 표면 위에 위치한 공기 체적으로 건조한 공기를 불어넣어 오일 내의 수분 기체가 기화되는 현상을 이용하여 오일 내에 존재하는 수분 함량을 정량적으로 측정하도록 하였다. 본 연구에서 고안된 센서 장치 내의 공기체적 내에 그리드 구조를 갖는 캐패시터 센서 소자를 위치하고 이를 통하여 공기 내 상대습도의 변화를 간접적으로 측정하도록 하였다. 또한 적은 상대습도의 변화를 효과적으로 측정하기 위하여 캐패시터 소자 위에 펠티어 열전소자를 위치하고 그리드 소자 표면을 이슬점 온도까지 냉각하여 소자 표면에 수분이 응축하도록 한 결과에서 그리드 소자의 정전용량은 소자 표면에 응축한 수분의 질량에 비례하여 변화되며 상기 변화량을 통하여 오일 내 정량적인 수분함량을 효과적으로 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다.
- 센서 장치 내로의 샘플 오일의 유동은 peristaltic pump를 이용하였다. 샘플 오일과 공기 표면과의 수분 농도가 평형을 이루기 위하여 일정한 시간동안(약 1시간 정도) 센서 장치 내로 오일이 유동된 후에 센서 장치 내에 설치된 전자습도계의 출력값이 안정화되면 오일 밸브를 닺아서 센서 내로의 오일 유입을 차단하고 측정을 시작하였다. 펠티어 소자 모듈에 0.
- 수분 측정을 위하여 그리드 표면을 이슬점까지 냉각한 후에는 펠티어 열전소자를 가열하여 그리드 표면이 재차 건조되도록 하였다. 센서 장치 내에 그리드 표면 및 오일의 온도를 각각 측정할 수 있는 온도 센서들이 위치되어 있다.
- 오일 내 수분함량 측정을 위하여 윤활유 표면 위에 위치한 공기 체적으로 건조한 공기를 불어넣어 오일 내의 수분 기체가 기화되는 현상을 이용하여 오일 내에 존재하는 수분 함량을 정량적으로 측정하도록 하였다. 본 연구에서 고안된 센서 장치 내의 공기체적 내에 그리드 구조를 갖는 캐패시터 센서 소자를 위치하고 이를 통하여 공기 내 상대습도의 변화를 간접적으로 측정하도록 하였다.
- 8 및 9는 각각 유압작동유 신유(DTE-24, #32 HD oil Mobil) 및 사용유 오일에 인위적으로 수분을 함량별로 첨가하여 본 연구에서 고안한 센서장치로 측정한 시험결과들이다. 오일 샘플로의 수분의 첨가는 sylinge를 사용하여 행하였으며, 40℃ 하에의 온도 하에서 9-10 시간동안 잘 교반한 다음 대기 온도(약 25℃)로 냉각된 후에 오일의 water activity 를 측정하는 Vaisala Water Sensor(HMP 228 model)[6]을 이용하여 샘플 오일의 수분함량을 비교 측정하고 확인하였다. 센서 장치 내로의 샘플 오일의 유동은 peristaltic pump를 이용하였다.
- 이와 같은 문제점을 피하기 위하여 공기체적 내에 Fig. 5와 같이 그리드(grid) 구조를 갖는 캐패시터(capacitor) 센서 소자(4)를 위치하고 이를 통하여 공기 내 상대습도의 변화를 간접적으로 측정하도록 하였다. 또한 적은 상대습도의 변화를 효과적으로 측정하기 위하여 캐패시터 소자 위에 펠티어(peltier) 열전소자(5)를 위치하고 그리드 소자 표면을 이슬점 (dew point) 온도까지 냉각하여 소자 표면에 수분이 응축하도록 하였다.
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