10-10 torr까지의 초고진공 표준 확립

홍승수(S. S. Hong),임재영(J. Y. Lim),박재홍(J. H. Park),신용현(Y. H. Shin),이철로(C. R. Lee),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.2

동적교정방법을 이용하여 10^(-7)~10^(-10)torr 영역에서 교정 가능한 초고진공 표준기를 제작하였다. 10^(-6)~10^(-9)torr L/s 영역의 극미세 유량은 고진공 표준기에 porous plug를 연결하여 발생 제어시켰으며 일정한 배기속도를 유지함이 알려져 있는 refrigerator type cryopump를 이용하여 3×10^(-11)torr의 base pressure를 얻을 수 있었다. 이 초고진공 표준기를 이용하여 두 개의 extractor gauge와 자체 제작한 nude 이온게이지들을 교정하고 그 직선성 및 재현도를 살펴보았다. The dynamic calibration system which can calibrate the ultrahigh vacuum pressure down to 10^(-10) torr has been fabricated. The production and control of minute flow of 10^(-6)~10^(-9)torr L/s range is done by a porous plug connected to the high vacuum standards system. The base pressure of the UHV standards system down to 10^(-11) torr range was obtained by refrigerator type cryopump, whose pumping speed is known to be constant. By using the UHV standards system, 2 extractor gauges and 1 nude ion gauge were calibrated and their linearities and scatterings were studied.

국가 리크표준기용 오일유량계 개발 및 예비 평가

홍승수,송한욱,최인묵,박연규,Hong, S.S.,Song, H.W.,Choi, I.M.,Park, Y.K. 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.6

지름이 각각 10 mm와 20 mm인 피스톤과 진공장치를 이용해서 발생된 유량과 이온게이지의 압력을 측정하여 비교하는 방법으로 개발 중인 오일유량계의 성능을 예비 평가하였다. 큰 피스톤의 유량 발생 범위는 $1{\times}10^{-1}Pa{\cdot}L/s{\sim}1.2Pa{\cdot}L/s$이었고 작은 피스톤의 유량발생 범위는 $5.3{\times}10^{-1}Pa{\cdot}L/s{\sim}1.05Pa{\cdot}L/s$이었으며, 이 구간에서의 반복성과 직선성은 비교적 좋았다. 개발 중인 오일유량계는 국가 리크표준기로서 앞으로 표준리크를 교정하는데 활용할 계획이다. We preliminarily evaluated the performance of a flowmeter by the measurement of the pressure of a ionization gauge and the produced throughput (Q) using a vacuum system and pistons with the radius of 10 mm and 20 mm. The throughput range with the later piston was from $1{\times}10^{-1}Pa{\cdot}L/s$ to $1.2Pa{\cdot}L/s$ and that with the former piston was from $5.3{\times}10^{-1}Pa{\cdot}L/s$ to $1.05Pa{\cdot}L/s$. In these ranges, both pistons showed good repeatability and linearity. The developed oil flowmeter as the leak standard will be used in the calibration of standard leak.

잔류기체 분석기 교정장치 개발

홍승수,임인태,김진태,Hong, S.S.,Lim, I.T.,Kim, J.T. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.2

한국표준과학연구원 진공기술센터에서 잔류기체분석기 교정장치를 개발하였으며, 이 장치를 이용하여 서로 다른 구조를 가진 두개의 사중극 질량분석기 (quadrupole mass spectrometer)의 질소, 아르곤, 헬륨에 대한 기체감도를 측정하였다. 그 결과 기체감도는 QMS 구조와 상관없이 기체의 질량이 클수록 높게 나타났고 압력에 따라서도 다른 특성을 보였으므로 정확한 사용을 위해서는 기체감도를 꼭 보정해야 함을 알 수 있었다. The Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) has developed a residual gas analyzer (RGA) calibration system and measured gas sensitivities for two different types QMSs using nitrogen, argon, and helium. Different gas sensitivities were identified according to mass and pressure, so it was revealed that the gas sensitivity correction is necessary for proper use of mass spectrometers.

밀폐된 소형부품의 내부압력 측정장치 개발

홍승수,임인태,임종연,Hong, S.S.,Lim, I.T.,Lim, J.Y. 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.1

밀폐된 소형부품의 내부압력을 측정하는 장치를 개발하였다. 개발된 장치에서 실험한 시료의 내부압력은 43.151 kPa이었고 국제표준화기구에서 권장한 방법에 따라 계산된 확장불확도는 741 Pa이었다. 본 연구결과로 지금까지는 전혀 측정이 불가능 했던 밀폐된 시료의 내부압력을 측정할 수 있게 되었다. The measurement device of internal pressures of small components sealed hermetically was developed. The internal pressure of a sample measured with this device was 43.151 kPa, and the expanded uncertainty ($\kappa$=2) was 741 Pa. The resultant measurement ability of internal pressures in small vacuum components, which had been almost impossible previously, shows the possibility of internal vacuum detection of hermetically sealed parts.

스테인레스 스틸 고진공용기에 부착된 열음극 전리진공게이지의 주변 온도변화에 따른 압력요동

홍승수(S. S. Hong),임인태(I. T. Lim),신용현(Y. H. Shin),정광화(K. H. Chung),이치로 아라카와(Ichiro Arakawa) 한국진공학회(ASCT) 2004 Applied Science and Convergence Technology Vol.13 No.2

스테인레스 스틸로 가공된 진공용기에 제조회사와 사양이 각각 다른 세 개의 열음극 전리진공게이지를 부착하고 실험실 온도변화에 따른 게이지들의 압력요동 특성을 조사하였다. 상온 근방의 최소 20℃와 최대 26 ℃에서의 압력 편차는 각각 IG1은 5.0%, IG2는 5.3 %, 그리고 IG3은 10.3%이었다. 그러나 온도 21.5℃에서 22.5℃ 구간에서의 압력변화는 모두 게이지들의 불확도 보다 작고 안정한 성능을 보였다. 본 연구결과 상온 고진공에서 열음극 전리진공게이지의 압력변화는 게이지 자체의 특성 때문에 아니고 실험실 온도 때문에 변화는 압력변화에 기인한 것임을 알 수 있었다. Three hot cathode ionization gauges (HCIG) were used to study their responses of pressure measurements at the stainlee steel high vacuum (HV) chamber around room temperatures. The pressure variations of HV measured by the three HCIGs between 20 ℃ and 26 ℃ were 5.0 %, 5.3 %, and 10.3 %, respectively. However, pressure differences between 21.5 ℃ and 22.5 ℃ were lower than the gauges uncertainly limits. The pressure variations of the HCIGs at the<br/> HV chamber was not directly affected by gauge characteristics, but pressure changes due to room temperatures.

高眞空 國家標準의 國際比較

홍승수(Seung-Soo Hong),신용현(Yong-Hyeon Shin),정광화(Kwang-Hwa Chung),M. Hirata(M. HirataA),S. Suginuma(S. Suginuma) 한국진공학회 1997 한국진공학회 학술발표회초록집 Vol.- No.-

얼음극 전리진공계 특성연구

홍승수(S. S. Hong),정광화(K. H. Chung),신용현(Y. H. Shin),임종연(J. Y. Lim),이상균(S. K. Lee) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4

전달표준기(transfer gauge)로 사용되는 열음극 전리진공계의 교정을 위하여 초고진공표준기의 압력비(pressure ratio), 오리피스 콘덕턴스, 그리고 porous plug 콘덕턴스 측정에 대한 연구를 수행하였다. 이 표준기를 이용하여 제조회사가 다른 두 개의 전리진공계를 7×10^(-7) ~4×10^(-3) Pa 압력구간에서 아르곤 가스를 사용하여 교정하였다. 그 결과 extractor 전리진공계의 고진공과 초고진공 사이에서 압력에 따른 비직선성의 차이는 4%로 나타났고, stabil 전리진공계는 3% 정도로 나타났다. Extractor 전리진공계의 경우 기체의 감도를 적절히 조절해서 사용하면 진공계 자체 불확도인 10% 이내의 오차범위에서 사용이 가능함을 알 수 있었다. 또한 stabil 전리진공계는 별도의 감도 조절을 하지 않고도 최대 4% 오차범위에서 사용이 가능함을 알 수 있었다. To establish the calibration system of hot cathode ionization gauges as transfer gauges, researches were concentrated on measurements of the pressure ratio, the orifice conductance as well as the porous plug conductance of a ultrahigh vacuum standards system. Two ionization gauges obtained from two different vendors were calibrated in the pressure range of 7×10^(-7) to 4×10^(-3) Pa by injecting argon gas into the standards system. As a result, a 4% difference was revealed in non-linearity of the extractor ionization gauge due to the pressure difference between high vacuum and ultrahigh vacuum, and 3% for the stabil ionization gauge. It has been understood that the extractor ionization gauge is able to be used within the 10% error, the uncertainty of the extractor ionization gauge, if properly regulating the sensitivity of the gas. The stabil ionization gauge was also proved to be useable in the maximum error margin of 4% without the control of the gas sensitivity.

ISO/TC 112 Vacuum Technology 국제표준 활동

홍승수,신용현,김진태,정광화,최형기,김익수,박완용,Hong, S.S.,Shin, Y.H.,Kim, J.T.,Chung, K.H.,Choi, H.K.,Kim, I.S.,Park, W.Y. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.6

국제표준화기구 (International Organization for Standardization, ISO)의 기술위원회의 하나인 ISO/TC 112 (진공기술위원회)에서는 진공펌프, 진공장치, 진공부품 분야의 진공기술의 표준화를 하고 있다. 본 논문에서는 국제표준화기구에 대한 간략한 소개와 함께 진공기술위원회 ISO/TC 112의 조직과 표준화 규격제정절차나 방법 등을 요약하였으며, 또한 국내에서 최근에 제안한 "열음극 진공게이지 사양"과 "진공밸브시험절차" 핵심내용도 간략히 소개하였다. 국제표준화에 대한이해를 돕고 최근 상황을 소개함으로서 한국에서 더 활발히 진공기술이 발전하고 국제표준화를 선도하는데 도움이 되고자 한다. International Standardization for Vacuum pumps, vacuum instruments, and vacuum components has been established at ISO/TC 112 which is a technical committee of ISO (International Organization for Standardization) in the area of vacuum technology. This report shortly summarizes the structure of ISO/TC 112 and its activities on the standardization for vacuum technology. Also it introduces the brief contents of "specifications for hot cathode ionization gauges" and"Test procedure for vacuum valves" which are recently accepted as new proposals. These information on ISO/TC 112 would contribute to activate the development of vacuum technology as well as the participation for the international standardization in Korea.

Extending the Pressure Limit for Turbomolecular Pump up to 133 ㎩ by using Conductance-Reducer and Measuring the Pressure Differences in Vacuum Chamber

S. S. Hong(홍승수),Wakil Khan(와킬칸),S. W. Kang(강상우),J. Y. Yun(윤주영),Y. H. Shin(신용현) 한국진공학회(ASCT) 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.1

진공게이지의 비교교정 방법으로 교정이 가능하고-비교교정은, 2차표준기라고 부르는 교정되어진 게이지와 교정할 다른 게이지의 지시값을 읽어 비교는 방법- 다른 진공관련 실험을 할 수 있는 기체 유량 시스템을 개발하였다. 교정시스템에의 진공용기는 터보분자펌프(TMP)에 의해서 배기하고, 후면에 스크롤펌프를 배치하여 배기시스템을 꾸몄다. 터보분자펌프의 최대 허용가능 압력은 펌프의 주입구에서 0.1 ㎩까지이며, 이보다 압력이 높아지면 배기속도가 감소하며 압력대 이하의 환경을 조절하기가 매우 어렵게 된다. 현재 133 Pa까지의 높은 압력을 발생시킬 수 있는 새롭게 개발된 기체유량조절시스템은 바이패스 라인에 맞도록 설계된 컨덕턴스-리듀서를 설치하여 터보분자펌프를 안전하게 운용할 수 있도록 하였다. 추가로 진공용기안에 전체압력 범위(0.1 ㎩ ∼ 133 ㎩)의 압력을 생성하며 기체 주입과 압력구배를 연구하였다. 압력의 최대 편차는 용기의 위쪽 방향에 위치한 가스 주입구에서 가까운 위치 C에서 1.6%로 나타났다. A dynamic flow system has been developed which can be used for vacuum gauge calibration by comparison method - a calibration method in which the reading of the gauge under calibration is compared to another calibrated vacuum gauge called the “secondary standard” - and other vacuum-related experiments. The chamber of the calibration system is pumped by a turbomolecular pump (TMP), backed by a scroll pump. As maximum acceptable pressure at the inlet of a TMP is 0.1 ㎩, above which the TMP decelerates, the pumping speed decreases and it becomes more difficult to adjust pressure under such circumstances. In the present work, high pressures of up to 133 Pa have been generated in the chamber of the newly developed dynamic flow control system by installing a well-designed conductance-reducer in the by-pass line and, at the same time, operating the TMP in safe mode. In addition, the gas flow and pressure distribution within the chamber have been investigated for the entire pressure range (0.1 ㎩ ∼ 133 ㎩) while generating pressure dynamically. Maximum deviations in pressure (1.6 %) were observed at point C on the chamber, which is close to the gas inlet port on the top of the chamber.

정적법을 이용한 중진공 국가표준기 개발

홍승수,임인태,신용현,정광화,Hong S. S.,Lim I. T.,Shin Y. H.,Chung K. H. 한국진공학회 2005 Applied Science and Convergence Technology Vol.14 No.2

부피가 다른 세 개의 진공용기를 조합하여 정적법 (static expansion method)을 이용한 중진공영역의 국가표준기를 개발하였다. 이 장치를 이용하여 133pa 범위의 용량형 진공게이지 (capacitance diaphragm gauge)를 교정하여 국제표준화기구의 측정불확도 표현지침에 따라 분석하였다. 그 결과 표준압력 0.553Pa에서의 확장불확도 (expanded uncertainty)가 95% 신뢰수준 (confidence level), 포함인자 (coverage factor) k=2에서 $2.628\times10^{-3}Pa$로 우수한 성능을 보였다. We developed a national medium vacuum standard by static expansion method. A 133 Pa capacitance diaphragm gauge was calibrated and analysed according to the document of 'Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement' of ISO. The results showed that the expanded uncertainty of $2.628\times10^{-3}$ Pa at $95\%$ confidence level and coverage factor of k=2.