위험한 스파크
Horowitz (조영필 역)
3.4.2. 위험한 스파크
연료 탱크에는 연료 레벨이 최대 허용 값에 도달했음을 나타내는 장치가 제공된다(그림 3-4). 이 장치는 하나의 전선으로 배터리에 연결된 플로트(float)에 장착된 전도성 접점(a conductive contact)으로 구성된다. 플로트가 탱크 상단에 도달하면 전기 회로가 닫히고 온라인 표시기가 활성화된다. 그러나 연료 레벨이 증가하고 접점이 탱크에 접근하면 스파크가 발생하여 연료 증기가 폭발할 수 있다. 이 문제는 [Sushkov, 1995]에 나타나지만, 거기서는 다른 방식으로 다룬다.
그림 3-4. 연료탱크 측정 시스템[충분조건 분석]
문제의 세계:
시스템 객체: 신호, 전류, 플로트, 배터리, 용기
주변 객체: 연료, 스파크
문제 특성:
UDE: 스파크가 연료 탱크 내에서 발생한다. – 관련 속성: 배터리 전압
[조건을 준수하지 않는 해결책]
해결책 1. 용기 내에서 신호를 전송하는 수단으로 전류를 소리/자기장으로 대체한다.
이 해결책은 전류의 개념을 소리 또는 자기장의 개념으로 대체하므로 CW 조건을 준수하지 않는다. 그러나 배터리 전압은 문제의 요인이기를 멈추기 때문에 QC 조건을 충족한다 (배터리가 없다).
해결책 2. 배터리 전압을 낮추고 더 민감한 장비를 사용하여 신호를 감지한다.
이 해결책은 문제 특성이 여전히 유지되기 때문에 QC 조건을 준수하지 않는다. 배터리 전압을 높이면 스파크 강도가 증가한다.
[발명적 해결책]
해결책 3. 압전 저항(piezo-resistive) 재료로 접촉하기. 누르지 않으면 재료는 완전한 비전도성 재료처럼 작동한다. 접점이 용기 벽에 닿았을 때만 전류가 흐르기 시작한다.
이 해결책은 새로운 유형의 객체가 추가되지 않았기 때문에 CW 조건을 만족한다.
접점이 (새로운 특성을 가진) 다른 재료로 만들어진 것은 사실이지만, 이전과 아주 동일한 방식으로 그것((전도성 상자형 재료)이 접점의 기능을 한다는 사실이 중요한 것이다. 이 해결책은 이제 스파크 강도가 배터리 전압과 관련이 없기 때문에 QC 조건을 충족한다. 접점이 용기 벽에 압착되기 전에는 전류 증가(전압 증가를 통해)는 스파크 강도를 증가시키지 않는데, 왜냐하면 스파크 발생의 필요조건은 양면이 전도성 물질로 만들어지는 것이기 때문이다. 접점이 벽에 압착된 후에는 접촉부와 용기 벽 사이에 틈이 존재하는 것이 스파크의 필요조건이므로 스파크는 발생하지 않는다.
Horowitz의 박사학위 논문에서 (2021. 8. 20)
