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좌심형성부전 증후군 진단
좌심형성부전 증후군은 산전 또는 출생 후 심장 초음파를 통해 진단할 수 있다. 전형적인 소견으로는 작은 좌심실과 대동맥, 승모판 및 대동맥판의 이상, 대동맥 횡단궁에서의 역류, 심방 간의 좌우 혈류가 있다. 일반적으로 임신 2분기, 즉 임신 18주에서 24주 사이에 발견된다.
흉부 X선 촬영도 좌심형성부전 증후군 진단에 활용될 수 있으며, 일반적으로 심장 비대와 폐고혈압 징후를 보인다. 혈액 검사 및 유전자 검사 또한 매우 중요하며, 완전 혈구 검사, 전해질, 젖산, 동맥혈 가스 분석을 포함하여 산염기 상태 및 산소화를 평가해야 한다. 유전자 검사는 유익할 수 있으며 터너 증후군, 디조지 증후군, 다운 증후군을 포함한 여러 염색체 이상과 관련이 있다.
좌심형성부전 증후군 관리
생명을 연장하는 시술 없이는 HLHS는 치명적이지만, 시술을 통해 영아는 생존할 수 있다. 심장흉부외과 의사는 일련의 수술 또는 전체 심장 이식을 시행할 수 있다. 미국에서는 수술적 개입이 표준 치료법으로 자리 잡았지만, 프랑스를 비롯한 다른 국가 보건 시스템에서는 HLHS 진단에 대해 임신 중단 또는 분만 후 동정적 치료를 강조하는 보다 보수적인 접근 방식을 취한다.
수술 전에는 프로스타글란딘을 함유한 약물을 사용하여 혈류를 유지하기 위해 동맥관을 열어두어야 한다. 좌심형성부전 증후군 영아에게는 정상보다 산소가 적은 공기가 사용된다. 이러한 낮은 산소 수치는 폐혈관 저항 (PVR)을 증가시켜 폐와 신체 사이의 더 큰 압력 차이로 인해 신체 나머지 부분으로의 혈류를 개선한다. 대기압보다 낮은 산소 수치를 달성하려면 흡입 질소를 사용해야 한다. 일산화 질소는 강력한 폐혈관 확장제이므로 PVR을 감소시키고 정맥 환류를 개선한다. PVR을 증가시키는 모든 요인은 우측 혈류를 방해한다.
좌심형성부전 증후군을 돕기 위한 수술은 복잡하며 각 환자에게 개별화되어야 한다. 심장 전문의는 각 사례별로 모든 의료 및 수술 옵션을 평가해야 한다.
좌심형성부전 증후군 관리
현재 영아는 단계별 재건 수술 (노우드 시술 또는 사노 션트 출생 후 며칠 이내, 글렌 시술 또는 헤미-폰탄 시술 생후 3~6개월, 그리고 폰탄 시술 1년 6개월~5세) 또는 심장 이식을 받는다. 현재 예상으로는 HLHS 환자의 70%가 성인이 될 수 있다. 많은 연구에서 병원에서 수행되는 수술 건수(볼륨)가 높을수록 사망률이 낮아진다는 것을 보여준다. 영아의 위험을 증가시키는 요인으로는 낮은 출생 체중, 추가 선천성 기형, 유전 증후군 또는 고도로 제한적인 심방 중격이 있는 경우 등이 있다. 이러한 추가 위험 요인이 없는 환자의 경우 5년 생존율은 현재 80%에 육박한다. 연구에 따르면 수술에서 살아남은 어린이의 약 75%는 운동, 인지 또는 언어 장애와 같은 하나 이상의 영역에서 발달 지연을 보이며, 유전 증후군이 없는 단일 심실 어린이의 약 3분의 1은 상당한 장애를 겪는다. 현재 연구는 신경발달 손상, 수술 및 집중 치료 절차, 유전적 감수성 간의 연결을 밝혀내어 신경발달 및 심리사회적 결과를 손상시키는 개입을 수정하는 데 초점을 맞추고 있다. 전통적인 노우드 시술의 대안으로 하이브리드 시술이 있다.
좌심형성부전 증후군 관리
일부 의사들은 수술 대신 동정적 치료를 제공하며, 이는 일반적으로 출생 후 2주 이내에 아이가 사망하는 결과를 초래한다. 동정적 치료는 의사의 감독하에 병원 또는 집에서 시행될 수 있다. 그러나 수술적 개입이 크게 개선되어 많은 병원에서 90% 이상의 생존율을 달성하고 있기 때문에 동정적 치료를 가족에게 계속 제공해야 하는지에 대한 논쟁이 있다. 2003년 연구에 따르면 HLHS 어린이를 치료하는 전문가 의사들은 자신의 자녀가 HLHS로 태어난다면 어떻게 할 것인지 질문했을 때 균등하게 나뉘었으며, 1/3은 수술을 선택하겠다고 답했고, 1/3은 수술 없는 완화(동정적) 치료를 선택하겠다고 답했으며, 1/3은 어떤 선택을 할지 불확실하다고 답했다.
3단계 시술은 완화치료 시술(치료는 아님)로, 아이의 순환이 심장의 4개의 심실 중 2개만으로 작동하도록 한다.
좌심형성부전 증후군 관리
첫 번째 단계는 노우드 시술이다. 이 시술에서 우심실은 전신 순환으로 혈액을 펌프질하는 데 사용된다. 우심실이 폐로 직접 혈액을 펌프질하지 않으므로, 탈산소화된 혈액을 폐를 통해 통과시키기 위해 단락이 필요하다. 쇄골하 동맥을 폐순환에 연결하거나 (블레이록-토시그 단락) 우심실에서 폐순환으로 직접 단락을 만들 수 있다 (사노 단락). 좁은 대동맥은 신체로의 혈류를 개선하기 위해 패치를 사용하여 확장된다.
이 시기 동안 아기는 심장이 매우 열심히 일하고 있기 때문에 의학적으로 불안정하고 수유 문제가 있을 수 있다. 우심실에는 상당한 정도의 정맥 혼합이 있어 산소 포화도가 낮아진다. 또한 블레이록-토시그 단락과 사노 단락 모두 폐를 전신 동맥압에 노출시켜 장기적인 폐고혈압과 결국 심부전을 유발한다.
좌심형성부전 증후군 관리
하이브리드 시술은 노우드 시술 대신 사용될 수 있다. 하이브리드 시술은 심폐 바이패스나 정중흉골절개술이 필요하지 않다. 6시간 수술 대신 하이브리드는 일반적으로 1~2시간이 걸린다. 이 시술에서는 동맥관에 스텐트를 삽입하여 개통성을 유지하고, 좌우 폐동맥 가지 위에 밴드를 감아 폐로 가는 압력과 과도한 순환을 제한한다. 하이브리드 접근 방식의 결과는 노우드 시술과 비슷하다.
두 번째 단계인 양방향 글렌 시술 또는 헤미-폰탄 (또한 가와시마 시술 참고)은 1단계 완화로 인해 발생한 문제 중 일부를 완화한다. 이 수술에서 위대정맥은 심장에서 결찰되어 폐순환에 연결된다. 이때 블레이록-토시그 또는 사노 단락은 제거된다. 폐는 더 이상 전신 동맥압에 노출되지 않고 훨씬 낮은 정맥압에 노출된다. 상반신에서 온 정맥혈은 더 이상 우심실의 산소화된 혈액과 섞이지 않지만, 하반신에서 온 정맥혈은 여전히 섞여 어느 정도 산소 불포화를 초래한다.
마지막 시술인 폰탄 시술은 저형성 좌심의 수리를 완료한다. 몇 가지 변형이 있지만, 기능적 효과는 하반신에서 온 정맥혈(하대정맥을 통해)을 우심방에서 폐동맥으로 우회시키는 것이다. 이는 우심실에서 산소화된 혈액과 탈산소화된 혈액의 혼합을 제거해야 한다. 우심실은 좌심실의 전통적인 역할을 수행하여 신체에 산소화된 혈액을 공급하고, 수동적인 전신 정맥압은 우심실의 전통적인 역할을 수행하여 탈산소화된 혈액을 폐로 전달한다.
태아 발달 중에 수행되는 개입은 연구 중이다. 산전 초음파를 통해 HLHS 징후가 감지되면, 풍선 카테터 삽입을 포함하는 경피 시술을 통해 심방중격결손증을 열어 좌심방 고혈압을 예방하고 심장 발달을 개선할 수 있다.
좌심형성부전 증후군 예후
치료받지 않은 HLHS 영아의 95%는 생후 몇 주 이내에 사망한다.
노우드 시술 도입 이후 초기 생존율이 향상되었다. HLHS 성인에 대한 장기 연구가 없으므로 통계는 주로 폰탄 시술 후 환자로부터 파생된다. HLHS 환자의 70%가 성인이 될 수 있는 것으로 추정된다.
예후는 어린이의 건강 상태에 따라 달라지는데, 흔한 소아기 질환 동안 영아의 호흡기 및 심박수가 증가하기 때문이다. 이 취약한 인구는 이러한 요구를 수용하고 질병 동안 혈역학적 안정성을 제공할 심장 예비력이 거의 없다.
좌심형성부전 증후군 예후
HLHS 및 기타 유사한 단일 심실 상태를 가진 어린이는 건강한 또래보다 신경발달 결과가 좋지 않다. 언어, 집행 기능, 그리고 높은 비율의 불안장애 및 소아 및 청소년 우울증 장애가 입증되었다. 이러한 결과 중 일부는 HLHS와 관련된 유전적 요인의 결과일 수 있으며, 다른 일부는 시술 및 의료 환경 변경을 통해 수정될 수 있다. 가장 이른 시기부터 성인기까지 지속적인 신경발달 감시의 중요성에 대한 임상적 합의가 형성되고 있다. 또한, 22개 연구를 비교한 최근 메타 분석에 따르면 연구의 64.7%가 좌심형성부전 증후군과 같은 단일 심실 생리를 가진 어린이의 운동 발달 지연을 보고했다.
변형된 판막을 포함하는 다른 유형의 심장 결함을 가진 환자와 마찬가지로, HLHS 환자는 심내막염 위험이 높으며, 심장 기능 확인을 위해 평생 심장 전문의의 진찰을 받아야 한다.
심장 이식은 일반적으로 폰탄 시술 완료 후 표시될 수 있다. 한 다기관 연구(1993년부터 2001년까지 폰탄 시술을 받은 환자 대상)는 이식까지 생존한 환자에서 76%의 1년 생존율을 보고했다.
좌심형성부전 증후군 줄기세포 치료의 미래
체계적인 검토에 따르면 2010년 이후에 발표된 23편의 논문과 선천성 심장 질환 및 줄기세포 치료의 최근 발전에 관한 9개의 관련 임상 시험이 발견되었다. 전임상 연구는 중간엽 줄기세포(MSCs), 자가 제대혈 세포, c-kit+ 심장 줄기세포, 신생아 흉선 중간엽 줄기세포를 포함한 여러 유형의 줄기세포에 초점을 맞추었다. 이러한 세포 유형은 심장 조직으로 분화하는 능력을 보여 심장 재생 치료에 이상적이다. 자가 제대혈 세포의 첫 사용은 2015년 메이요 클리닉에서 이루어졌으며, 시술 후 환자의 우심실 기능을 증가시키는 것으로 나타났다. 심장 전구 세포의 첫 사용은 2011년 단일 심실 생리 환자의 심장 전구 세포 경관주입(TICAP) 시험에서 발생했다.
HLHS와 같은 단일 심실 질환에 대한 줄기세포 치료의 실현 가능성과 효능을 테스트하는 여러 연구가 진행 중이다. 이 시험들은 가장 효과적인 줄기세포, 3단계 수술의 최적 시기, 최적의 전달 방법에 초점을 맞추고 있다.
HLHS 환자는 성인이 되면 심부전 발생 위험이 증가한다는 점을 염두에 두는 것이 중요하다. 이러한 잠재적 치료법이 환자의 미래 심부전 위험을 줄일 수 있을지는 아직 알려지지 않았다.
전기자
전기공학에서 전기자(電機子, armature)는 교류를 흘리는 전기기계의 권선 (또는 권선 세트)이다. 전기자 권선은 정류자 동작(주기적으로 전류 방향을 역전시킴) 또는 브러시리스 모터와 같은 전자식 정류 때문에 직류 기계에서도 AC를 전도한다. 전기자는 전기기계의 종류에 따라 회전자 (회전 부분) 또는 고정자 (계자권선, 고정 부분)에 있을 수 있다.
전동기에 사용되는 전기자의 모양으로는 이중 T형 및 삼중 T형 전기자가 있다.
전기자 권선은 공극의 자기장 (자기 선속)과 상호 작용한다. 자기장은 영구 자석이나 도체 코일에 의해 형성된 전자석에 의해 생성된다.
전기자는 전류를 흘려야 하므로, 항상 전기 전도체 또는 전도성 코일이며, 자기장과 운동 방향, 돌림힘 (회전 기계), 또는 힘 (물리학) (선형 기계) 모두에 수직으로 향한다. 전기자의 역할은 두 가지이다. 첫째는 자기장을 가로질러 전류를 흘려 회전 기계에서 구동축 돌림힘을 생성하거나 선형 기계에서 힘을 생성하는 것이다. 둘째 역할은 기전력 (EMF)을 생성하는 것이다.
전기자
전기자에서는 전기자와 자기장의 상대적인 움직임에 의해 기전력이 생성된다. 기계 또는 전동기가 전동기로 사용될 때, 이 기전력은 전기자 전류에 저항하고, 전기자는 전력을 돌림힘 형태의 기계적 동력으로 변환하고 이를 샤프트를 통해 전달한다. 기계가 발전기로 사용될 때, 전기자 기전력은 전기자 전류를 구동하고, 샤프트의 움직임은 전력으로 변환된다. 유도 발전기에서는 생성된 전력이 고정자에서 추출된다.
그라울러는 전기자의 단락 및 개방 회로와 접지 누설을 확인하는 데 사용된다.
전기자 용어
"Armature"라는 단어는 19세기 중반에 처음으로 전기적 의미, 즉 자석 보관자로 사용되었다.
교류 발전기 또는 관련 장비의 부품은 기계적 용어 또는 전기적 용어로 표현될 수 있다. 이 두 용어 세트는 분명히 분리되어 있지만, 자주 상호 교환적으로 사용되거나 하나의 기계적 용어와 하나의 전기적 용어를 포함하는 조합으로 사용된다. 이는 브러시리스 교류 발전기와 같은 복합 기계를 다루거나, 다르게 구성된 기계에 익숙한 사람들 간의 대화에서 혼란을 야기할 수 있다.
대부분의 발전기에서 계자 자석은 회전하며 회전자의 일부이고, 전기자는 고정되어 있으며 고정자의 일부이다. 전동기와 발전기 모두 고정된 전기자와 회전하는 계자 또는 회전하는 전기자와 고정된 계자로 만들 수 있다. 영구 자석 또는 전자석의 극편과 솔레노이드의 움직이는 철 부분, 특히 후자가 개폐기 또는 전자계전기 역할을 하는 경우에도 전기자로 지칭될 수 있다.
전기자 직류기에서의 전기자 반작용
직류기에는 '전기자 자속'과 '주 계자 자속'이라는 두 가지 자속원이 존재한다. 주 계자 자속에 대한 전기자 자속의 영향을 "전기자 반작용"이라고 한다. 전기자 반작용은 자기장 분포를 변경하여 기계의 작동에 영향을 미친다. 전기자 자속의 영향은 주 극에 보상 권선을 추가하거나, 일부 기계에서는 전기자 회로에 연결된 중간 자기 극을 추가하여 상쇄할 수 있다.
전기자 반작용은 앰플리다인 회전 증폭기에서 필수적이다.
전기자 반작용 강하는 발전기의 주 극 아래 자속 분포에 대한 자기장의 영향이다.
전기자는 코일로 감겨 있기 때문에 코일에 전류가 흐르면 항상 전기자 내부에 자기장이 형성된다. 이 자기장은 발전기 자기장과 직각을 이루며 전기자의 교차 자화라고 불린다. 전기자 자기장의 효과는 발전기 자기장을 왜곡하고 중성면을 이동시키는 것이다. 중성면은 전기자 권선이 자기 선속선과 평행하게 움직이는 위치이며, 이 평면에 놓인 축을 자기 중성축(MNA)이라고 한다. 이 효과는 전기자 반작용으로 알려져 있으며 전기자 코일에 흐르는 전류에 비례한다.
전기자 직류기에서의 전기자 반작용
기하학적 중성축(GNA)은 인접한 극의 중심선 사이의 각을 이등분하는 축이다. 자기 중성축(MNA)은 전기자의 중심을 통과하는 자속의 평균 방향에 수직으로 그려진 축이다. 이 축을 따라서는 전기자 도체에서 기전력이 발생하지 않는데, 이는 이때 자속을 끊지 않기 때문이다. 전기자 도체에 전류가 없을 때 MNA는 GNA와 일치한다.
발전기의 브러시는 중성면에 놓여야 한다. 즉, 유도 기전력이 없는 전기자 코일에 연결된 정류자의 세그먼트와 접촉해야 한다. 만약 브러시가 중성면 바깥의 정류자 세그먼트와 접촉하면 "활성" 코일을 단락시켜 아크 발생과 전력 손실을 초래할 것이다.
전기자 반작용이 없으면 자기 중성축(MNA)은 기하학적 중성축(GNA)과 일치한다. 전기자 반작용은 중성면이 회전 방향으로 이동하게 하며, 무부하 상태, 즉 전기자 전류가 흐르지 않을 때 브러시가 중성면에 있다면, 전기자 전류가 흐를 때는 중성면에 있지 않게 된다. 이러한 이유로 발전기 설계에 보정 시스템을 통합하는 것이 바람직하다.
전기자 직류기에서의 전기자 반작용
전기자 반작용의 영향을 극복하는 두 가지 주요 방법이 있다. 첫 번째 방법은 브러시의 위치를 이동시켜 발전기가 정상 부하 전류를 생성할 때 중성면에 있도록 하는 것이다. 다른 방법은 전기자 회로에 연결된 특수 계자극인 보극(interpoles)을 발전기에 설치하여 전기자 반작용의 영향을 상쇄하는 것이다.
브러시 설정 방법은 발전기가 비교적 일정한 부하로 작동하는 설비에서 만족스럽다. 부하가 현저하게 변하면 중성면도 비례적으로 이동하여 브러시가 항상 정확한 위치에 있지 않게 된다. 브러시 설정 방법은 소형 발전기(약 1,000W 이하를 생산하는 발전기)에서 전기자 반작용을 보정하는 가장 일반적인 수단이다. 더 큰 발전기에는 보극을 사용해야 한다.
전기자 권선 회로
권선의 코일은 공극의 전체 표면에 분포하며, 이는 기계의 회전자 또는 고정자일 수 있다. "겹감기(lap winding)"에서는 브러시(또는 선) 연결 사이에 계자 권선의 극 수만큼의 전류 경로가 있다. "파도감기(wave winding)"에서는 두 개의 경로만 있으며, 직렬 코일 수는 극 수의 절반과 같다. 따라서 주어진 정격의 기계에 대해 파도감기는 큰 전류와 낮은 전압에 더 적합하다.
권선은 고정자 자석으로 덮인 회전자 또는 전기자의 슬롯에 고정된다. 권선의 정확한 분포와 계자의 극당 슬롯 수 선택은 기계의 설계 및 성능에 크게 영향을 미치며, 직류기에서의 정류 또는 교류기의 파형과 같은 요소에 영향을 미친다.
전기자 권선 재료
전기자 배선은 구리 또는 알루미늄으로 만들어진다. 구리 전기자 배선은 더 높은 도전율 때문에 전기 효율을 높인다. 알루미늄 전기자 배선은 구리보다 가볍고 저렴하다.
윤기붕
윤기붕(1954년~2020년 10월 17일)은 대한민국의 재가 불교 수행자이자 저자이다. 법호는 적천이다. 대구와 서울을 거점으로 즉심선원을 중심에 두고 돈오(頓悟)와 보림(保任)을 강조하는 선(禪) 강설을 전개했으며, 저서로 《구하지 않는 삶, 그 완전한 자유》(2012)와 《있는 그대로 완전한 깨달음》(2016)을 남겼다.
윤기붕 생애
윤기붕은 1954년 대구광역시에서 태어났다. 1981년 계명대학교 미술대학 회화과를 졸업했다. 1990년대 말 심화된 구도 과정에서 “모든 것이 생각이 짓고 있으며 일체가 한 법”이라는 체험을 전환점으로 삼아, 이후 돈오·보림의 길을 대중에게 전하는 활동을 전개했다. 대구와 서울에서 즉심선원을 개설하여 정기 법회와 강의를 운영했으며, 표어로 “구하지 않는 삶, 그 완전한 자유”를 사용했다. 2020년 10월 17일 별세했다.
윤기붕 사상과 가르침
윤기붕의 교설은 선불교의 조사선 전통을 바탕으로 한다. 핵심 개념은 불이(不二)와 무주·무상·무념을 통해 분별을 여의고, “있는 그대로”의 삶에서 즉각적으로 성품을 본다는 입장이다. 그는 달마의 《이입사행론》과 반야 계열 경전 내용을 현대 한국어로 해설하면서, “일체가 한 법”이라는 명제를 수행 지침의 출발점으로 제시했다. 교설은 ‘구하지 않음’과 ‘분별 중지’를 통한 자유와 평화를 강조하며 대중적 표현을 적극 활용한다.
윤기붕 활동
즉심선원은 오프라인 법회와 더불어 유튜브 채널을 통해 강의 기록을 공개했다. 2016년 「서울 법회후 법담」, 「돈오입도요문」 연속 강좌 등이 게시되었고, 2018년에는 서울 종로 일대 강의 장소 및 시간 안내가 영상 설명으로 공지되었다.
윤기붕 강의와 매체
윤기붕은 즉심선원 유튜브 채널에서 「돈오입도요문론」, 「전심법요」, 「금강삼매경」 등의 강의를 연재했다.
윤기붕 평가와 수용
불교 전문 매체는 그의 저작을 통해 제시된 돈오·보림의 서술을 요약하며 그의 핵심 불교적 주장을 소개했다.
루스리프
루스리프(loose leaf) 또는 루스리프 용지, 속지 또는 리필 용지는 제본되지 않았거나 연속적인 롤 형태로 제공되지 않는 모든 종류의 종이 한 장을 의미하며, 구멍을 뚫어 링 바인더(즉 링 바인더에) 또는 디스크 바운드 형태로 정리할 수 있다. 루스리프 용지는 개별 시트로 판매되거나, 쉽게 떼어낼 수 있도록 천공이나 접착제가 있는 메모장 형태로 만들어질 수 있다. 많은 언어에서 "leaf"는 폴리오에서처럼 종이 한 장 또는 한 페이지를 의미하는데, 프랑스어의 feuille de papier, 스페인어의 hoja de papel, 이탈리아어의 foglio di carta, 일본어의 ルーズリーフ(/ruːzuriːfu/) 등이 그 예이다.
"루스리프"는 낱장으로 제본되지 않은 모든 종류의 종이나 책을 설명한다. 그 "leaf" 또는 시트는 "느슨하게(loose)" 되어 있어 공책이나 책 형태로 묶여 있지 않다. 북아메리카에서는 일부 교과서가 미리 천공된 구멍과 천공된 페이지로 판매되어 사용자가 페이지를 떼어내어 일반적인 3링 바인더에 보관할 수 있다. 이는 사용자가 전체 책을 들고 다닐 필요 없이 사용 중인 부분만 휴대할 수 있도록 돕는다.
루스리프
주요 종이 크기는 주로 북아메리카에서 사용되는 레터지 시스템과 전 세계 나머지 지역에서 사용되는 ISO 216 시스템이다. 스테이플스와 오피스 디포 같은 미국 회사들은 소매점에서 레터 사이즈 루스리프 제품을 제조 및 판매한다. ISO 크기 루스리프 시스템의 경우, 일본 기업(예: 코쿠요, 마루만, 무인양품, 킹 짐)이 ISO 크기 루스리프 시스템의 주요 설계 및 제조업체이며, 이들의 제품은 국제적으로 판매되므로, 해당 일본어 용어가 이 문서 전체에 괄호 안에 포함될 것이다.
루스리프 디자인
두 가지 주요 루스리프 시스템 유형이 있다:
바인더 기반 루스리프 시스템은 페이지를 고정하기 위해 바인더를 사용한다. 바인더는 일반적으로 금속이지만, 일부 슬림 바인더(주로 코쿠요, 무인양품, 킹 짐과 같은 일본 회사에서 제조)는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 북아메리카에서 레터 사이즈 용지용 3공 바인더는 일반적으로 너비가 1/2인치, 1인치, 1.5인치, 2인치, 3인치 또는 4인치이며, ISO 시스템에서 바인더는 일반적으로 너비가 3cm 미만이다.
"디스크 바운드" 루스리프 시스템은 별도의 "디스크"를 사용하여 커버와 페이지를 고정한다. 스테이플스와 오피스 디포는 디스크 직경이 3/4인치, 1인치, 1.5인치인 디스크 바운드 노트를 판매하며, 중국 회사인 KW·TriO(可得优)는 디스크 직경이 10mm, 15mm, 20mm, 25mm인 디스크 바운드 노트를 생산하며, 이 제품은 인도에서도 판매된다. (디스크 바운드 루스리프 시스템을 위해 뚫린 구멍은 KW·TriO에 의해 "香菇孔"("버섯 구멍")이라고 불린다.)
루스리프 디자인
루스리프 시스템은 일반적으로 일반 표준 크기 용지에 구멍을 뚫어 루스리프 시스템에 정리할 수 있도록 특별히 설계된 홀 펀치를 포함한다. 이 홀 펀치는 루스리프 바인더 또는 용지 제품과 함께 회사에서 판매되며, 일반적으로 타사 구성 요소도 판매된다.
루스리프 시스템은 "수평" 또는 "수직"일 수 있다. "수직" 방향은 용지의 긴 면을 따라 구멍이 뚫려 있다. 대부분의 루스리프 시스템은 수직이다. 마루만의 미니("ミニ", B7 크기) 바인더 시스템은 예외이다.
루스리프 디자인
루스리프에는 네 가지 일반적인 유형이 있다: (1) 괘지 (일본어: 横罫. 북미 사이즈는 넓은 줄, 대학 줄 및 좁은 줄을 포함하며, 선 높이는 약 11⁄32, 9⁄32 and 1⁄4 인치 (8.7, 7.1 and 6.4 mm)로, 다양한 사람들의 필요에 맞춰져 있다. ISO 루스리프 시스템에서는 6mm, 7mm, 8mm 및 10mm의 선 높이가 일반적이며, 일반적으로 "6mm罫", "7mm罫" 등으로 간단히 언급된다.) 선을 가로지르는 정렬을 돕는 "보조 (수직) 선"(アシストライン)이 있을 수 있다. (2) 무선(또는 "빈", 無地), (3) 점선(일본어: ドット方眼) 및 (4) 모눈종이 (또는 "격자 용지", 方眼罫. 북미 시스템에서는 격자의 크기가 일반적으로 1⁄4 인치 (6.4 mm)이고, ISO 시스템에서는 일반적으로 5mm이다.). 대학 줄 용지는 파란색 선 사이의 공간이 적어 더 많은 줄에 글을 쓸 수 있다. 넓은 줄 용지는 초등학생 및 필기가 큰 사람들을 위해 고안되었다.
회사들은 미리 인쇄된 달력 루스리프도 판매한다.
JL 달링은 야외(예: 현장) 목적을 위한 방수 Rite in the Rain 루스리프 용지를 생산한다.
루스리프 장점과 단점
루스리프 용지의 주요 장점은 유연성과 경제성이다. 구멍이 뚫린 종이는 링 바인더에 삽입하고, 별도로 사용하기 위해 제거하고, 다시 바인더에 넣을 수 있다. 다른 종이들은 바인더에서 다른 순서로 정리하거나, 완전히 제거하여 다른 바인더에 다시 철하거나, 필요에 따라 폐기할 수 있다. 바인더의 내용을 재정리하고 업데이트할 수 있는 이 기능은 학생들과 다른 사람들에게 편리하며, 주어진 날에 필요할 가능성이 있는 종이만 휴대하고 나머지는 다른 곳에 둘 수 있다. 임의의 수의 페이지를 추가하거나 제거할 수 있는 기능은 컴퓨터 소프트웨어 매뉴얼, 부품 카탈로그, 법률 색인 등 자주 업데이트되는 참고 자료에 유용하다. 또는 아예 제본되지 않고 낱장으로 독립적으로 존재할 수도 있다.
루스리프 장점과 단점
루스리프 용지의 주요 단점은 개별 페이지가 구멍의 찢어짐이나 마모로 인해 보관 바인더에서 쉽게 제거되거나 분실될 수 있다는 점이다. 페이지를 더 튼튼하게 만들기 위해 접착식 보강 라벨이나 시트 프로텍터를 사용할 수 있으며, 링 바인더에는 종이 내용물의 마모 및 손상을 줄이기 위한 시트 리프터 또는 기타 기능이 장착되어 있는 경우가 많다. 링 바인더는 페이지 제거를 막거나 적어도 제거를 감지할 수 있도록 미리 번호가 매겨진 영구적으로 제본된 페이지가 있을 수 있는 서면 일지, 로그 또는 기록부에는 사용이 금지되는 경우가 있다. 이 외에도 루스리프 시스템은 일반적으로 접착 또는 실 제본 공책에 비해 힌지(일반적으로 금속)가 포함되어 있어 더 많은 공간을 차지하고 더 무거울 수 있다.
루스리프 레터 크기 용지를 사용하는 국가의 루스리프
미국과 캐나다에서는 레터지 (8.5 x 11인치) 용지가 사용되며, 종이 크기는 인치 기반이다. 이들 국가의 루스리프는 용지의 왼쪽에 세 개의 구멍이 뚫려 있으며, 인접한 두 구멍 사이의 거리가 정해져 있다. 루스리프는 정확히 레터 크기이거나 더 작을 수 있다. 파이브 스타는 레터 크기 루스리프를 판매하고, 옥스포드와 미드는 8 x 10.5인치 루스리프를 판매한다. 도서관과 인쇄소에서는 3개의 구멍을 뚫기 위한 홀 펀치가 정기적으로 제공된다.
일부 제본된 공책은 페이지를 뜯어내기 위한 천공선이 있으며, 모든 페이지에 미리 뚫린 구멍이 있어 뜯어낼 때 바인더에 직접 정리할 수 있다.
루스리프 레터 크기 용지를 사용하는 국가의 루스리프
스테이플스와 오피스 디포는 각각 ARC와 TUL이라는 "디스크 바운드" 루스리프 시스템을 생산하여 매장과 온라인에서 판매한다. 둘 다 미국에서 구매할 수 있으며, 캐나다에서는 주로 스테이플스 ARC 시스템을 구매할 수 있다. 이 두 시스템은 레터지 및 주니어(5.5 x 8.5인치, 레터 크기의 절반) 크기를 기반으로 한 제품을 판매한다. 이들은 "좁은 줄"(선 높이가 약 6mm 또는 1/4인치) 루스리프 용지를 판매하는데, 이는 3공 레터 크기 용지에서는 드물다. 이들은 1인치 및 1.5인치 크기의 "바인딩 디스크"를 판매한다. TUL 시스템 구성 요소의 타사 제조업체도 있다.
일부 소규모 제조업체도 디스크 바운드 시스템을 판매한다. 예를 들어, 레벤거는 "서카(Circa)"라고 불리는 디스크 바운드 시스템(레벤거 서카® 노트북 시스템)을 판매한다.
루스리프 ISO 종이 표준을 사용하는 국가의 루스리프
ISO 종이 표준(ISO 216)을 사용하는 국가에서는 다양한 크기의 루스리프가 시장에서 판매된다.
일본은 ISO 크기 루스리프 시스템의 주요 설계 및 제조업체이며, 이들의 제품은 동아시아, 유럽 및 북아메리카에서 특히 온라인 리셀러를 통해 널리 판매된다. 주요 회사로는 코쿠요, 마루만, 무인양품, 킹 짐 및 리히트 랩이 있다. 무인양품은 전 세계적으로 약 800개의 소매점을 보유하고 있으며, 소매점과 온라인 상점을 통해 루스리프 시스템을 판매한다.
ISO 루스리프는 일반적으로 다음 수의 구멍을 갖는다:
A6 및 B6의 경우 일반적으로 "슬림"(일본어: スリム, surimu) 버전도 있다.
가장 일반적인 줄 간격은 6mm, 7mm, 8mm이다. 일부 제조업체는 CJK 문자 쓰기와 관련된 특별한 필요를 충족하기 위해 9mm 및 10mm 줄 용지도 판매하는데, 이는 알파벳 기반 스크립트보다 더 많은 공간을 차지한다.
루스리프 ISO 종이 표준을 사용하는 국가의 루스리프
가장 일반적인 격자 크기는 5mm이며, 무인양품과 같은 제조업체는 2mm 및 기타 격자 크기의 격자 루스리프 용지도 판매한다.
가장 일반적인 점 너비는 5mm이다.
펀치 지퍼백, 펀치 "오늘" 눈금자, 카드 정리함 등 다양한 액세서리가 시장에 나와 있다.
ISO 크기 루스리프는 주로 일본, 중국 본토 및 대만에서 설계 및 제조된다.
일본은 ISO 크기 루스리프 시장의 주요 기여자이다. 일본에서는 A4, B5, A5, A6, A7과 같은 루스리프 크기와 "성경 크기/다이어리 크기"(예: 레이메이 다빈치)와 같은 특수 크기가 판매된다. 주목할 만한 일본 제조업체로는 코쿠요(コクヨ)와 마루만(マルマン (文具))이 있다.
코쿠요의 제품은 국제적으로 판매되며 중국, 유럽 및 북아메리카 시장에서도 구할 수 있다.
무인양품(無印良品, 良品計画 참고)은 전 세계적으로 소매점을 보유하고 있으며, ISO 크기가 일반적으로 사용되지 않는 북아메리카에서도 ISO 크기 루스리프 용지를 포함한 제품을 판매한다.
루스리프 ISO 종이 표준을 사용하는 국가의 루스리프
코쿠요와 마루만 모두 1년 달력용으로 판매되는 미리 인쇄된 달력 루스리프 패키지를 제조한다.
코쿠요의 루스리프는 전 세계에서 판매되며, 북아메리카 및 유럽 시장에서도 찾아볼 수 있다.
리히트 랩(リヒトラブ)은 비표준 간격의 직사각형 구멍(원형 구멍 대신)이 있는 특별한 종류의 루스리프를 생산한다. 리히트 랩은 루스리프에 맞는 특별한 링 바인더를 판매한다.
마루만은 미니 B7(ミニ 사이즈, 86 x 128mm)이라는 특별한 크기를 제조 및 판매한다.
많은 루스리프 제품이 일본에서 중국 본토로 수입된다. 코쿠요는 중국 시장에 특화된 버전의 미리 인쇄된 달력 루스리프 패키지를 판매한다.
SEASON(四季纸品礼品)은 대만에서 다양한 크기의 루스리프를 생산하는 주요 제조업체이다.
루스리프 역사
루스리프 제본의 두 가지 초기 적용은 넬슨의 영구 루스리프 백과사전(1907)과 루스리프 서비스(1914)를 통해 업데이트된 법률 교과서였다.
기어 펌프
기어 펌프(gear pump)는 톱니바퀴의 맞물림을 이용하여 변위로 유체를 펌프하는 방식이다. 기어 펌프는 유압 유체 동력 응용 분야에서 가장 일반적인 펌프 유형 중 하나이다. 기어 펌프는 1600년경 요하네스 케플러에 의해 발명되었다.
기어 펌프는 높은 점성도의 유체를 펌프하기 위해 화학 설비에서도 널리 사용된다. 주요 두 가지 변형이 있다: 두 개의 외치차를 사용하는 외치차 펌프와 외치차 및 내치차(내치차 톱니는 안쪽을 향함, 아래 참조)를 사용하는 내치차 펌프. 기어 펌프는 용적식 (또는 고정 변위) 펌프를 제공하는데, 이는 각 회전당 일정한 양의 유체를 펌프한다는 의미이다. 일부 기어 펌프는 모터 또는 펌프로 기능하도록 설계되었다.
기어 펌프 작동 이론
기어가 회전하면서 펌프의 흡입 측에서 분리되어 공동과 흡입력을 생성하고, 이는 유체로 채워진다. 유체는 기어에 의해 펌프의 토출 측으로 운반되며, 여기서 기어의 맞물림이 유체를 밀어낸다. 기계적 간극은 작으며, 약 10 μm 정도이다. 좁은 간극과 회전 속도는 유체가 뒤로 새는 것을 효과적으로 방지한다.
기어와 하우징의 견고한 설계는 매우 높은 압력과 높은 점성 유체를 펌프할 수 있는 능력을 제공한다.
헬리컬 및 헤링본 기어 세트(평기어 대신), 루츠 블로어와 유사한 로브형 로터(일반적으로 과급기로 사용됨), 펌프를 쌓을 수 있는 기계적 설계 등 다양한 변형이 존재한다. 가장 일반적인 변형은 아래에 나와 있다(구동 기어는 파란색으로, 아이들러는 자주색으로 표시).
기어 펌프 작동 이론
외부 정밀 기어 펌프는 일반적으로 최대 작동 압력이 약 210 바 (21,000 kPa)이고 최대 회전 속도는 약 3,000 RPM으로 제한된다. 일부 제조업체는 더 높은 작동 압력과 속도를 가진 기어 펌프를 생산하지만, 이러한 유형의 펌프는 시끄러운 경향이 있으며 특별한 예방 조치를 취해야 할 수도 있다.
흡입 및 압력 포트는 기어가 맞물리는 곳에 연결되어야 한다(내부 펌프 이미지에서 흐린 회색 선으로 표시). 일부 내치차 펌프에는 추가적인 초승달 모양의 씰(위 오른쪽 참조)이 있다. 이 초승달은 기어를 분리시키고 와류를 줄이는 역할을 한다.
펌프 공식:
기어 펌프 효율성
기어 펌프는 일반적으로 매우 효율적이며, 특히 고압 응용 분야에서 그렇다.
효율성에 영향을 미치는 요소:
기어 펌프 개발
기어 펌프의 발명은 균일하게 해결되지 않았다. 한편으로는 1604년 요하네스 케플러에게로 거슬러 올라가고, 다른 한편으로는 공기와 물을 펌프하기 위한 두 개의 회전 축을 가진 캡슐 블로어를 제작했다고 알려진 고트프리트 하인리히 추 파펜하임 백작이 언급된다. 파펜하임은 케플러의 설계를 그의 이름을 언급하지 않고 채택했을 것이라고 한다.
이온 펌프
이온 펌프(ion pump) 또는 스퍼터 이온 펌프(sputter ion pump)는 금속 게터를 스퍼터링하여 작동하는 진공펌프의 한 종류이다. 이상적인 조건에서 이온 펌프는 10−11 mbar만큼 낮은 압력에 도달할 수 있다. 이온 펌프는 먼저 연결된 용기 내부의 가스를 이온화하고 일반적으로 3–7 kV의 강한 전위를 사용하여 이온을 고체 전극으로 가속한다. 전극의 작은 조각들이 챔버로 스퍼터링된다. 가스들은 반응성이 높은 스퍼터링된 물질 표면과의 화학 반응과 그 물질 아래에 물리적으로 갇히는 조합을 통해 포집된다.
이온 펌프 역사
전기 방전에 의한 펌핑의 첫 증거는 1858년 율리우스 플뤼커에 의해 발견되었는데, 그는 진공관에서 전기 방전에 대한 초기 실험을 했다. 1937년, 프란스 미셸 페닝은 자신의 냉음극 게이지 작동에서 펌핑의 일부 증거를 관찰했다. 이러한 초기 효과는 펌핑이 상대적으로 느렸고, 따라서 상업화되지 않았다. 1950년대에 배리언 어소시에이츠가 진공관의 성능, 특히 속도변조관 내부의 진공을 개선하는 연구를 하면서 큰 발전이 이루어졌다. 1957년, 루이스 D. 홀, 존 C. 헬머, 로버트 L. 젭슨은 초고진공 압력으로 진공 챔버를 만들 수 있는 크게 개선된 펌프에 대한 특허를 출원했다.
이온 펌프 작동 원리
일반적인 이온 펌프의 기본 요소는 페닝 트랩이다. 전기 방전에 의해 생성된 소용돌이치는 전자 구름은 페닝 트랩의 양극 영역에 일시적으로 저장된다. 이 전자들은 들어오는 가스 원자와 분자를 이온화한다. 결과적으로 소용돌이치는 이온들은 화학적으로 활성인 캐소드(주로 타이타늄)를 때리도록 가속된다. 충돌 시 가속된 이온들은 캐소드 내부에 매립되거나 펌프 벽에 캐소드 물질을 스퍼터링한다. 새로 스퍼터링된 화학적으로 활성인 캐소드 물질은 게터 역할을 하여 화학흡착과 물리흡착을 통해 가스를 배출하여 순 펌핑 작용을 한다. He 및 H2와 같은 불활성 및 가벼운 가스는 스퍼터링되는 경향이 없으며 물리흡착에 의해 흡수된다. 에너지 있는 가스 이온의 일부(캐소드 물질과 화학적으로 활성되지 않은 가스 포함)는 캐소드를 때려 표면에서 전자를 얻어 반발하면서 중성으로 변한다. 이 반발하는 에너지 있는 중성 물질은 노출된 펌프 표면에 매립된다.
이온 펌프 작동 원리
이러한 포획 방법의 펌핑 속도와 용량은 수집되는 특정 가스 종과 이를 흡수하는 캐소드 물질에 따라 달라진다. 일산화탄소와 같은 일부 종은 캐소드 물질의 표면에 화학적으로 결합한다. 수소와 같은 다른 종은 금속 구조로 확산된다. 전자의 경우, 캐소드 물질이 코팅되면 펌프 속도가 떨어질 수 있다. 후자의 경우, 속도는 수소가 확산되는 속도에 의해 고정된다.
이온 펌프 종류
이온 펌프에는 재래식 또는 표준 다이오드 펌프, 노블 다이오드 펌프 및 삼극관 펌프의 세 가지 주요 유형이 있다.
표준 다이오드 펌프는 고진공 공정에 사용되는 이온 펌프의 일종으로, 노블 다이오드 펌프와 달리 화학적으로 활성인 캐소드만 포함한다.
두 가지 하위 유형으로 구별할 수 있다. 스퍼터 이온 펌프와 오비트론 이온 펌프이다.
스퍼터 이온 펌프에서는 하나 이상의 속이 빈 양극이 두 개의 캐소드 판 사이에 배치되며, 양극 셀 내 전자의 경로를 늘리기 위해 양극 축과 평행한 강한 자기장이 사용된다.
오비트론 진공 펌프에서 전자들은 일반적으로 원통형 와이어 또는 로드 형태의 중앙 양극과 일반적으로 원통형 벽 또는 케이지 형태의 외부 또는 경계 캐소드 사이에서 나선형 궤도를 따라 이동한다. 전자의 궤도 운동은 자기장을 사용하지 않고도 달성되지만, 약한 축방향 자기장이 사용될 수도 있다.
이온 펌프 종류
노블 다이오드 펌프는 고진공 응용 분야에 사용되는 이온 펌프의 한 종류로, 타이타늄과 같은 화학적으로 반응성이 있는 캐소드와 탄탈럼으로 구성된 추가 캐소드를 모두 사용한다. 탄탈럼 캐소드는 중성 입자의 반사 및 매립을 위한 높은 관성을 가진 결정 격자 구조 역할을 하여 불활성 가스 이온의 펌핑 효율을 높인다. 노블 다이오드로 간헐적으로 많은 양의 수소를 펌핑할 때는 매우 주의해야 한다. 수소가 몇 달에 걸쳐 탄탈럼에서 재방출될 수 있기 때문이다.
이온 펌프 응용 분야
이온 펌프는 10−11 mbar 미만의 궁극 압력을 얻을 수 있으므로 초고진공 (UHV) 시스템에서 일반적으로 사용된다. 터보분자 펌프나 확산 펌프와 같은 다른 일반적인 UHV 펌프와 달리 이온 펌프는 움직이는 부품이 없고 오일을 사용하지 않는다. 따라서 깨끗하고 유지보수가 거의 필요 없으며 진동이 발생하지 않는다. 이러한 장점으로 인해 이온 펌프는 주사 탐침 현미경, 분자선 에피택시 및 기타 고정밀 장치에 사용하기에 매우 적합하다.
이온 펌프 라디칼
최근 연구에 따르면 이온 펌프에서 탈출하는 자유 라디칼이 일부 실험 결과에 영향을 미칠 수 있다고 한다.
나사 펌프
나사 펌프 또는 스크루 펌프(screw pump)는 하나 또는 여러 개의 나사를 사용하여 알갱이 형태의 고체 또는 액체를 나사 축을 따라 이동시키는 용적형 펌프이다.
나사 펌프 역사
나사 펌프는 가장 오래된 용적형 펌프이다. 물 나사 또는 나사 펌프에 대한 최초의 기록은 기원전 3세기 이전의 고대 이집트로 거슬러 올라간다. 나일강에서 물을 끌어올리는 데 사용된 이집트 나사는 실린더 주위에 감긴 튜브로 구성되어 있었다. 전체 장치가 회전하면서 물이 나선형 튜브 안에서 더 높은 곳으로 올려졌다. 이집트의 나중 나사 펌프 설계는 단단한 목재 실린더 외부에 나선형 홈을 파고, 실린더를 홈 사이의 표면을 밀접하게 덮는 판이나 금속 시트로 덮는 방식이었다.
아시리아의 왕 센나케립 (기원전 704–681년)의 쐐기 문자 비문은 스테파니 달레이에 의해 약 350년 전에 청동으로 물 나사를 주조한 것을 묘사한 것으로 해석되었다. 이는 스트라본이 공중정원이 나사로 물을 공급받았다고 묘사한 고전 작가와 일치한다.
나사 펌프는 나중에 이집트에서 그리스로 전파되었다. 아르키메데스는 기원전 234년경 이집트를 방문했을 때 이를 설명했다.:242–251 이는 헬레니즘 문명 시대 이전에는 이 장치가 그리스인들에게 알려지지 않았음을 시사한다.:242–251
나사 펌프 설계
세 가지 주요 형태가 존재한다. 가장 간단한 형태(아르키메데스 나선양수기 또는 '물 나사')에서는 단일 나사가 원통형 구멍 안에서 회전하여 나사 부분의 상단에 마치 국자처럼 일부 물질을 중력으로 가두고, 나사 축을 따라 점진적으로 물질을 이동시켜 상단에서 배출한다. 이 고대 건축물은 관개 시스템과 곡물 및 기타 고체를 운반하는 농업 기계와 같은 많은 저기술 응용 분야에서 여전히 사용된다. 두 번째 형태는 다르게 작동한다. 갇힌 물질 주머니를 다른 나사에 압착한다. 이 형태는 현대에 '나사 펌프'라는 용어로 일반적으로 지칭되는 것이다. 세 번째 형태(프로그레시브 캐비티 펌프 또는 편심 나사 펌프)는 나사를 편심적으로 회전시켜 갇힌 물질 주머니를 구멍 벽에 압착한다.
나사 펌프 설계
모든 용적형 펌프와 마찬가지로 다양한 종류의 나사 펌프는 어떤 방식으로든 물질의 부피를 가둔 다음 이를 이동시키는 방식으로 작동한다. 이 기능을 달성하기 위해 나사 또는 구멍을 형성하는 수많은 방법이 있으며, 함께 작동하는 나사의 수는 많을 수 있다. '나사 펌프'라는 용어는 이러한 모든 유형을 총칭한다. 그러나 이러한 일반화는 다양한 '나사' 구성이 각각 다른 장점과 설계 고려 사항을 가지고 있다는 점을 인식하지 못하여 함정이 될 수 있다. 이는 다양한 종류가 매우 다른 사용 사례, 재료 유형, 유량 및 압력에 적합하게 만든다.
나사 펌프 설계
나사 펌프의 가장 일반적인 구성 중 하나는 3축 나사 펌프이다. 세 개의 나사가 서로 맞물려 나사의 홈에 펌프될 액체 주머니를 형성한다. 나사가 반대 방향으로 회전하면 펌프될 액체가 나사 축을 따라 이동한다. 두 개, 세 개 또는 어떤 수의 나사도 특별한 것은 아니다. 주머니는 어쨌든 형성된다. 두 개보다 세 개의 축이 사용되는 이유는 중앙 나사가 모든 측면에서 대칭적인 압력 부하를 경험할 수 있기 때문이다. 이렇게 하면 중앙 나사가 옆으로 밀리거나 휘지 않도록 보장하여, 주 축의 반경 방향 베어링이 반경 방향 힘을 흡수할 필요가 없다. 두 개의 측면 나사는 펌프될 액체 자체로 윤활되는 내부적으로 숨겨진 자유 부유 롤러로 만들 수 있으므로 해당 축에 베어링이 필요하지 않다. 이는 기계의 밀봉 및 베어링이 고장의 일반적인 원인이기 때문에 일반적으로 바람직하다.
3축 나사 펌프는 윤활 특성을 가진 점성 유체의 운송에 가장 자주 사용된다. 이들은 연료 분사, 오일버너, 부스팅, 수리학, 연료, 윤활, 순환, 공급, 그리고 해양 시설에서 고압 점성 유체를 펌핑하는 등 다양한 응용 분야에 적합하다.
다른 다양한 펌프와 비교할 때 나사 펌프는 여러 장점이 있다. 펌프될 유체는 난류 없이 축 방향으로 움직이며, 이는 점성 유체에서 발생할 수 있는 거품 발생을 제거한다. 또한 유량 손실 없이 더 높은 점성도의 유체를 펌프할 수 있다. 또한 압력 차이의 변화는 다른 다양한 펌프에 비해 나사 펌프에 거의 영향을 미치지 않는다. 동력 축에 대한 역구동도 거의 없으며, 유량 출력은 일반적으로 매우 균일하고 크게 맥동하지 않는다.
소음계
소음계 또는 사운드 레벨 미터(sound level meter), 음압 수준 측정기(sound pressure level meter)는 음향 측정을 위해 사용된다. 일반적으로 마이크로폰이 부착된 휴대용 기기이다. 소음계에 가장 적합한 마이크로폰은 정밀도, 안정성 및 신뢰성을 겸비한 콘덴서 마이크로폰이다. 마이크로폰의 다이어프램은 음파에 의해 발생하는 기압 변화에 반응한다. 이러한 이유로 이 기기를 음압 수준 측정기라고도 한다. 이 다이어프램의 움직임, 즉 음압 (파스칼, Pa 단위)은 전기 신호 (볼트, V 단위)로 변환된다. 음압을 소리로 설명할 때, 일반적으로 로그 변환이 적용되어 데시벨 (dB)로 음압 수준이 표시되며, 0 dB SPL은 20 마이크로파스칼과 같다.
마이크로폰은 알려진 일정한 제곱평균제곱근 음압이 가해졌을 때 생성되는 전압 값으로 구분할 수 있다. 이를 마이크로폰 감도라고 한다. 이 기기는 사용되는 특정 마이크로폰의 감도를 알아야 한다. 이 정보를 사용하여 기기는 전기 신호를 다시 음압으로 정확하게 변환하고 결과적인 음압 수준 (데시벨, dB 단위)을 표시할 수 있다.
소음계
소음계는 일반적으로 다양한 종류의 소음, 특히 산업, 환경, 광업 및 항공기 소음의 정량화를 위한 소음 공해 연구에 사용된다. 소음계의 기능과 성능을 규정하는 현재 국제 표준은 IEC 61672-1:2013이다. 그러나 소음계의 판독값은 인간이 인지하는 음량과는 잘 상관관계가 없으며, 이는 음량계로 더 잘 측정된다. 특정 음량은 압축 비선형성을 가지며 특정 수준과 주파수에서 달라진다. 이러한 측정 기준은 여러 가지 다른 방식으로도 계산될 수 있다.
세계 최초의 휴대용 트랜지스터 소음계는 1960년에 출시되었으며 덴마크 회사 브뤼엘 앤 키에르에 의해 개발되었다. 1969년, 캘리포니아 대학 연구원 그룹이 Pulsar Instruments Inc.를 설립하여 소음계 스케일에 소음 수준뿐만 아니라 소음 노출 시간을 표시한 최초의 회사가 되었다. 이는 미국 작업장의 소음을 통제해야 한다는 1969년 Walsh-Healey Act를 준수하기 위함이었다. 1980년, 영국의 Cirrus Research는 통합 Leq 및 음향 노출 수준 (SEL) 측정을 제공하는 세계 최초의 휴대용 소음계를 도입했다.
소음계 분류
IEC 61672-1은 "세 가지 종류의 소음 측정 기기"를 명시한다. 이들은 "재래식" 소음계, 적분 평균 소음계 및 적분 소음계이다.
표준 소음계는 마이크로폰의 AC 신호가 제곱평균제곱근 (RMS) 회로에 의해 DC로 변환되므로, 시간 상수가 필요하며 이를 시간 가중치라고 한다. 이 중 세 가지 시간 가중치가 국제적으로 표준화되었는데, 원래 Slow라고 불렸던 'S' (1초), 원래 Fast라고 불렸던 'F' (125ms), 그리고 원래 Impulse라고 불렸던 'I' (35ms)이다. 이들의 이름은 1980년대에 어떤 언어에서든 동일하게 변경되었다. I-시간 가중치는 소음 사건의 충동적 특성과 실제 상관관계가 거의 없기 때문에 더 이상 표준 본문에 포함되지 않는다.
소음계 분류
RMS 회로의 출력은 전압에서 선형이며, 로그 회로를 통과하여 데시벨 (dB)로 선형 판독값을 제공한다. 이는 주어진 제곱평균제곱근 음압과 기준 음압의 비율에 대한 10을 밑으로 하는 로그 값에 20을 곱한 값이다. 제곱평균제곱근 음압은 표준 주파수 가중치 및 표준 시간 가중치로 얻어진다. 기준 압력은 공기 중 소리에 대해 20 마이크로파스칼로 국제 협정에 의해 설정되었다. 따라서 데시벨은 어떤 의미에서는 단위가 아니라 단순히 무차원 비율이며, 이 경우 두 압력의 비율이다.
현재 소음 수준의 스냅샷을 제공하는 지수 평균 소음계는 청력 손상 위험 측정에 제한적으로 사용되며, 적분 또는 적분 평균 측정기가 일반적으로 요구된다. 적분 측정기는 단순히 주파수 가중치가 적용된 소음을 적분하거나, 다른 말로 '합산'하여 소음 노출을 제공하며, 사용되는 측정 기준은 압력 제곱 곱하기 시간(종종 Pa²·s이지만 Pa²·h도 사용됨)이다. 그러나 소음 단위가 역사적으로 데시벨로 설명되었기 때문에 노출은 대부분 음향 노출 수준(SEL), 즉 음향 노출을 데시벨로 로그 변환한 값으로 설명된다.
소음계 분류
소음계의 일반적인 변형은 노이즈 노출량계이다. 그러나 이는 이제 공식적으로 개인 소음 노출 측정기(PSEM)로 알려져 있으며 자체적인 국제 표준 IEC 61252:1993을 가지고 있다.
소음 노출량계 (미국식) 또는 소음 노출계 (영국식)는 특정 기간 동안 사람의 소음 노출을 통합하여 측정하기 위해 특별히 고안된 특수 소음계이다. 일반적으로 직업안전보건법 (OSHA) 29 CFR 1910.95 직업 소음 노출 표준 또는 EU 지침 2003–10/EC와 같은 보건 및 안전 규정을 준수하기 위함이다.
이것은 일반적으로 몸에 착용하는 기기로 의도되었으며, 따라서 몸의 존재로 인해 전반적인 음향 성능이 좋지 않기 때문에 기술적 요구 사항이 완화되었다. PSEM은 음향 노출, 일반적으로 Pa²·h를 기반으로 판독값을 제공하며, '퍼센트 용량'의 측정값을 제공하는 구형 '클래식' 노출량계는 대부분의 국가에서 더 이상 사용되지 않는다. "%용량"의 문제는 정치적 상황과 관련되어 있어, 지역 법률에 의해 "100%" 값이 변경되면 모든 장치가 구식이 될 수 있다는 것이다.
소음계 분류
전통적으로 소음 노출량계는 비교적 큰 장치였으며, 마이크로폰이 귀 근처에 장착되고 케이블이 기기 본체(보통 벨트에 착용)로 연결되어 있었다. 이러한 장치에는 여러 문제가 있었는데, 주로 케이블의 신뢰성과 케이블의 존재로 인해 사용자의 정상적인 작업 모드에 방해가 된다는 점이었다. 1997년 영국 연구 보조금에 따라 EU 특허가 발행되었는데, 이는 방사선 배지처럼 매우 작아서 케이블이 필요 없으며 전체 장치를 귀 근처에 장착할 수 있는 최초의 장치 시리즈였다. 영국 디자이너이자 제조업체인 Cirrus Research는 세계 최초의 완전 무선 소음 노출량계인 doseBadge 개인 소음 노출량계를 선보였다. 오늘날 이러한 장치는 단순한 소음 노출량뿐만 아니라, 최신 모델에서는 전체 옥타브 밴드 분석을 포함하여 각각 완전한 크기의 소음계 기능을 많이 갖춘 네 개의 개별 노출량계를 제공하기도 한다.
소음계 분류
IEC 표준은 소음계를 두 가지 "등급"으로 나눈다. 두 등급의 소음계는 기능은 동일하지만 오류 허용 오차가 다르다. 1등급 기기는 더 넓은 주파수 범위와 더 엄격한 허용 오차를 가지며, 2등급 기기보다 가격이 높다. 이는 소음계 자체뿐만 아니라 관련 교정기에도 적용된다. 대부분의 국가 표준은 "최소한 2등급 기기"의 사용을 허용한다. 많은 측정에서 1등급 기기를 사용할 필요는 없으며, 1등급 기기는 연구 및 법 집행에 가장 적합하게 사용된다.
마찬가지로, 미국 국가표준 협회(ANSI)는 소음계를 0, 1, 2형 세 가지 다른 유형으로 명시한다. 이들은 직업안전보건법 OSHA 기술 매뉴얼 TED01-00-015, 챕터 5, OSHA 소음 및 청력 보호, 부록 III:A에 다음과 같이 설명되어 있다. "이 ANSI 표준은 0, 1, 2형 세 가지 정밀도 수준에 따라 성능 및 정확도 허용 오차를 설정한다. 0형은 실험실에서, 1형은 현장에서 정밀 측정에, 2형은 범용 측정에 사용된다. 규제 준수 목적으로 ANSI 2형 소음계 및 노출량계의 판독값은 ±2 dBA의 정확도를 가지는 것으로 간주되며, 1형 기기는 ±1 dBA의 정확도를 가진다. 2형 소음계는 OSHA가 소음 측정에 요구하는 최소 요구 사항이며, 일반적으로 범용 소음 조사에 충분하다. 1형 소음계는 비용 효율적인 소음 제어 설계에 선호된다. 특이한 측정 상황의 경우, 기기 정확도를 해석하는 데 제조업체의 지침과 적절한 ANSI 표준을 참조해야 한다."