KR100795581B1 - 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박엔진이나 소각로 등지에 설치되어 온도를 감지하는 세라믹형 백금 저항체 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세라믹 재질로 이루어져 안정된 내열성을 겸비된 스풀의 외경에 나선을 형성하고, 이 나선의 권취홈을 통해 백금선을 균일하게 권취하여서, 진동 등 외부 요인에 의해 백금선이 요동되는 것을 예방하여 측정값의 오차가 발생되는 현상을 최소화함으로써, 정밀한 측정값을 수득할 수 있도록 구성된 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자에 관한 것이다.

세라믹 스풀, 백금 저항체 소자, 온도값, 저항값, 권취홈

Description

온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자{Ceramic-type platinum resistor divice for temperature measurement}

본 발명은 선박엔진이나 소각로 등지에 설치되어 온도를 감지하는 세라믹형 백금 저항체 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세라믹 재질로 이루어져 안정된 내열성을 겸비된 스풀의 외경에 나선을 형성하고, 이 나선의 권취홈을 통해 백금선을 균일하게 권취하여서, 진동 등 외부 요인에 의해 백금선이 요동되는 것을 예방하여 측정값의 오차가 발생되는 현상을 최소화함으로써, 정밀한 측정값을 수득할 수 있도록 구성된 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자에 관한 것이다.

일반적으로 금속은 온도가 올라가면, 저항값이 증가하는 양의 온도계수를 갖는다.

이 성질을 이용한 온도센서가 온도측정 저항체이며, 상기 저항체로는 백금, 동, 니켈 등이 있는데, 주로 융점이 1786℃로 높고 화학적이나 전기적으로 안정된 백금이 널리 사용되고 있다.

부연하자면, 상기 백금은 탄성이 우수하고 가늘게 가공이 가능하며 또 저항 온도특성이 직선에 가깝기 때문에 저항체로 매우 적합하며, 또 측정 온도범위가 -200℃ 내지 650℃로 넓어서 정밀한 온도측정이 뛰어나다. 그리고 최근에는 1000℃넘는 것도 개발되고 있다.

그리고, 이러한 특성을 이용하여 것이 세라믹형 백금 저항체 소자로, 상기 백금 저항체 소자는 일반적으로, 도 5에서 보는 바와 같이 세라믹 재질로 이루어진 중공형 스풀의 중공에 백금선을 부양되도록 설치하여, 온도 변환에 따른 백금선의 저항값의 변화를 통해 온도변화를 수득하도록 구성된다.

그런데, 상기 부양된 상태로 백금선을 고정한 세라믹형 백금 저항체 소자를 선박엔진 등에 설치하게 되면, 선박엔진의 구동에 의해 반복적인 충격이 가해지고 불활성 연소가스가 제공되므로, 저항값의 불규칙적인 변화가 발생된다.

따라서, 이러한 조건에서 검출된 저항값을 기초로 하여 수득된 온도 측정값은 정확성이 떨어지게 된다.

따라서, 당 분야에서는 높은 온도변화와, 진동 충격 및 불활성 연소가스, 열변화에 대한 안정성, 내구성, 폭넓은 온도영역, 전자기파 등 가혹한 조건에서 영향을 받지 않는 새로운 형태의 세라믹형 백금 저항체 소자의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명에서는, 세라믹 재질로 이루어져 안정된 내열성을 겸비된 스풀의 외경에 나선을 형성하고, 이 나선을 통해 백금선을 균일하게 권취하여서, 진동 등 외부 요인에 의해 백금선이 요동되는 것을 예방하여 측정값의 오차가 발생되는 현상을 최소화함으로써, 정밀한 측정값의 수득이 가능하도록 구성한 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자는,

세라믹을 소성 가공하여 수득된 세라믹 봉체로 이루어진 세라믹 스풀과, 상기 세라믹 스풀에 권취되는 백금선, 및 상기 세라믹 스풀에 권취된 백금선의 단부의 도통 경로를 제공하는 리드선을 포함하여 구성되며,

상기 세라믹 스풀의 외경에는 나선의 권취홈이 형성하고, 이 나선의 권취홈에는 백금선이 밀착되게 권취하여 진동 및 충격에 대한 내력이 증대되도록 구성함으로써, 외충격에 의해 백금선의 저항값이 무단 변화되어 온도 측정값의 오차가 발생되는 현상이 억제되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 백금선이 권취된 세라믹 스풀의 외경에는 내열성 재질의 유리막 몰드층이 형성되어, 백금선의 권취상태를 고형화시켜 백금선의 요동을 억제함으로써, 온도 측정에 따른 안정성을 향상시키도록 구성한다.

보다 바람직하게는, 상기 세라믹 스풀의 후미에는 설치공이 관통되게 형성되고, 이 설치공을 통해 리드선이 진입하여 세라믹 스풀의 외경에 권취된 백금선의 단부와 결속되도록 구성한다.

한편, 상기 세라믹 스풀의 외경에 형성된 나선의 권취홈은, 절삭물인 다이아몬드휠과 피삭물인 세라믹 스풀을 상호 접단시킨 상태에서 동시에 회전시켜, 피삭물인 세라믹 스풀의 외경에 정형화되게 형성된다.

본 발명에서는 세라믹 봉체로 이루어진 스풀에 나선의 권취홈을 정형화되게 형성하고, 이 나선의 권취홈에 백금선을 권취시켜서, 온도값의 변화에 따른 백금선의 저항값의 변화를 통해 내부의 온도를 측정하도록 한 세라믹형 백금 저항체 소자를 제공하고 있다.

상기와 같이 백금선이 세라믹 봉체에 밀착하여 고정되면, 백금선의 진동 및 충격에 대한 내력이 증대되고, 따라서, 외충격에 의해 백금선의 저항값이 무단 변화되어 온도 측정값의 오차가 발생되는 현상이 억제될 수 있다.

특히, 본 발명에서는 상기 백금선이 권취된 세라믹 스풀의 외경에는 안정된 내열성이 가진 유리막 몰드층을 형성하여, 백금선의 권취상태를 고형화시켜 백금선의 요동을 억제함으로써, 보다 정밀하고 안정되게 온도 측정이 가능하도록 하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹한 백금 저항체 소자의 외형 구성도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자의 단면 구조를 보여주는 절개 상태도이며, 도 3은 세라믹 스풀의 외경에 나선의 권취홈을 형성하는 절삭 가공 공정을 모식적으로 보여주는 것이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자(1)는, 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이 세라믹을 소성 가공하여 수득된 봉상의 세라믹 스풀(10)과; 상기 세라믹 스풀(10)에 권취되는 백금선(20); 및 상기 세라믹 스풀(10)에 권취된 백금선(20)의 단부의 도통 경로를 형성하는 리드선(30)을 포함하여 구성된다.

그리고, 본 실시예에서는 이러한 세라믹형 백금 저항체 소자(1)를 구현함에 있어, 상기 백금선(20)이 세라믹 스풀(10)에 보다 긴밀하게 밀착되도록 구성하여, 외충격에 의해 백금선(20)의 요동을 억제하고 있다. 이와 같이 백금선(20)이 세라믹 스풀(10)과의 긴밀한 설치상태에 의해 요동이 억제되면 계측 오차가 감소되어서, 보다 정밀한 온도값을 계측할 수 있게 된다.

이를 위해, 본 실시예에서는 상기 사출을 통해 소성 가공된 세라믹 스풀(10)의 외경에 절삭가공을 실시하여 나선의 권취홈(11)을 형성하는 한편, 이 나선의 권취홈(11)에 백금선(20)을 정형화되게 권취하고 있다.

상기 나선의 권취홈(11)을 형성하기 위해 세라믹 스풀(10)의 외경에 실시되는 절삭가공은, 도 3에서 보는 바와 같이 알루미나를 주원료의 주성분으로 하고 파라핀 성분을 바이더의 주성분으로 한 세라믹 보다 상대적으로 강도가 높은 다이아몬드휠(200)을 통해 이룩되며, 이때, 피삭물로 회동척에 고정된 세라믹 스풀(10)은 일방향으로 회전되면서 회전하는 다이아몬드휠(200)에 접단하여 외경에 나선의 권취홈(11)이 정형화되게 형성된다.

즉, 본 실시예에서는 통상의 선삭가공과 같이 피삭물만을 회전시키지 아니하고, 절삭물인 다이아몬드휠(200)과 피삭물인 세라믹 스풀(10)을 상호 접단시킨 상태에서 동시에 회전시켜, 피삭물인 세라믹 스풀(10)의 외경에 나선의 권취홈(11)을 정형화되게 형성하고 있다.

여기서, 상기 나선의 권취홈(11)은 센터레스 가공을 통해 이룩되며, 세라믹 스풀(10)의 외경에 형성되는 나선의 권취홈(11)은 2 내지 6mm의 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 세라믹 스풀(10)의 외경에 형성된 나선의 권취홈(11)에는, 저항체인 백금선(20)이 권취되며, 상기 세라믹 스풀(10)에 권취된 백금선(20)의 단부는, 세라믹 스풀(10)의 후미에 관통되게 형성된 설치공(12)을 관통하여 진입된 리드선(30)과 결속되어 전류의 도통상태를 형성한다.

그리고, 본 실시예에서는 상기 백금선(20)이 권취된 세라믹 스풀(10)의 외경에는 안정된 내열성을 가진 유리막 몰드층(40)을 형성하여, 백금선(20)의 권취상태를 고형화시켜 백금선의 요동을 억제함으로써, 보다 정밀하고 안정된 측정값을 수득할 수 있도록 하고 있다.

이와 같이 저항체인 백금선(20)이 세라믹 스풀(10)의 중공부에 부양된 상태로 설치되지 아니하고, 나선의 권취홈(11)에 권취되어 외경에 긴밀하게 밀착되고, 또 유리막 몰드층(40)에 의해 고형화된 상태로 권취되면, 상기 백금선(20)은 세라믹 스풀(10)과 일체의 상태를 이루게 되므로, 진동 및 충격에 대한 내력이 증대된다. 또한, 생산에 따른 작업성이 크게 향상되는 이점을 가질 수 있다.

그리하여, 본 실시예에 따른 세라믹형 백금 저항체 소자(1)는, 종래 외충격에 의해 백금선(20)의 저항값이 무단 변화되어 온도 측정값의 오차가 발생되는 현상이 억제될 수 있어서, 정밀한 온도값을 계측할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자의 사용 상태를 보여주는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 세라믹형 백금 저항체 소자(1)는, 도 4에서 보는 바와 같이 중공의 하우징(100)에 장입하여 설치되며, 이때, 상기 백금선(20)의 도통경로를 형성하는 리드선(30)의 단부는 커넥터(110)에 결속되어진다.

그리고, 상기와 같이 세라믹형 백금 저항체 소자(1)를 장입한 하우징(100)은, 선박 엔진부나 소각로 등지에 설치되어, 온도에 따른 저항값의 변화를 통해 내부온도를 정밀하게 측정하게 된다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹한 백금 저항체 소자의 외형 구성도이고,

도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자의 단면 구조를 보여주는 절개 상태도이며,

도 3은 세라믹 스풀의 외경에 나선의 권취홈을 형성하는 절삭 가공 공정을 모식적으로 보여주는 것이다.

도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자의 사용 상태를 보여주는 것이다.

도 5는 종래 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자의 단면 구성을 보여주는 것이다.

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****

1. 온도 계측용 세라믹한 백금 저항체 소자

10. 세라믹 스풀 11. 나선의 권취홈

12. 설치공 20. 백금선

30. 리드선 40. 유리막 몰드층

100. 하우징 110. 커넥터

200. 다이아몬드 휠

Claims (4)

1. 세라믹을 소성 가공하여 수득된 세라믹 봉체로 이루어진 세라믹 스풀과, 상기 세라믹 스풀에 권취되는 백금선, 및 상기 세라믹 스풀에 권취된 백금선의 단부에 도통 경로를 제공하는 리드선을 포함하여 구성되며,

   상기 세라믹 스풀의 외경에는 나선의 권취홈이 형성되고, 이 나선의 권취홈에는 백금선이 밀착되게 권취되며, 상기 백금선이 권취된 세라믹 스풀의 외경에는 내열성 재질의 유리막 몰드층이 형성되어 백금선의 권취상태가 고형화됨으로써, 외부 충격에 의해 백금선의 저항값이 무단 변화되어 온도 측정값의 오차가 발생되는 현상이 억제되도록 구성되고,

   상기 세라믹 스풀의 후미에는 설치공이 관통되게 형성되고, 이 설치공을 통해 리드선이 진입하여 세라믹 스풀의 외경에 권취된 백금선의 단부와 결속되도록 구성되며,

   상기 세라믹 스풀의 외경에 형성된 나선의 권취홈은, 절삭물인 다이아몬드휠과 피삭물인 세라믹 스풀을 상호 접단시킨 상태에서 동시에 회전시켜, 피삭물인 세라믹 스풀의 외경에 정형화되게 형성되어 백금선의 권취상태가 균일하게 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 온도 계측용 세라믹형 백금 저항체 소자.
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