KR100912669B1 - 열전달률 측정 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전달률 측정 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 재료가 교대로 번갈아 형성되는 제1층과 상기 제1층에 접하여 그 역으로 형성되는 제2층 사이에 온도측정수단이 구비되어 층 사이의 온도차를 이용하여 열전달률을 측정함으로써 열전달률 측정작업을 더욱 용이하게 하고 신뢰성을 높일 수 있는 열전달률 측정 소자에 관한 것이다.
본 발명의 열전달률 측정 소자는 벽면(W) 일측에 부착되어 벽면(W)의 열전달률(Heat Transfer Rate)을 측정하는 열전달률 측정 소자(100)에 있어서, 상기 열전달률 측정 소자(100)는 서로 다른 열전도도를 갖는 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 상기 벽면(W)의 표면방향으로 번갈아 교대로 접합되고 일면이 상기 벽면(W)에 접촉되는 제1층; 상기 제1층의 두께방향으로 서로 다른 재료끼리 접하도록 상기 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 엇갈리게 배열되어 상기 제1층의 타면에 접합되는 제2층; 및 상기 제1층과 제2층 사이에 구비되는 온도측정수단(120); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 열전달률 측정 소자는 서로 다른 열전도도를 갖는 제1재료 및 제2재료를 엇갈리게 배치한 제1층과 제2층을 형성하고, 그 사이에 온도측정수단이 구비되며, 상기 제1층과 제2층 사이의 온도차가 열전달률에 정비례하는 원리를 이용하여 열전달률 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 그 구성이 간단하고 제조가 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
열전대, 열전대열, 열전달률, 대류

Description

열전달률 측정 소자{DEVICE FOR MEASURING HEAT TRANSFER RATE}
본 발명은 열전달률 측정 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 재료가 교대로 번갈아 형성되는 제1층과 상기 제1층의 배열순서와 엇갈리게 형성되는 제2층 사이에 온도측정수단이 구비되어 층 사이의 온도차를 이용하여 열전달률을 측정함으로써 열전달률 측정을 더욱 용이하게 하고 신뢰성을 높일 수 있는 열전달률 측정 소자에 관한 것이다.
열전달률(Heat Transfer Rate)은 물체 사이의 온도차에 의한 열전달의 비율을 의미하며, 단위 시간, 단위 면적당 온도차 1℃에 대해 전해지는 열량과 같다.
상기 열전달률을 측정하는 방법으로 열전달이 발생하는 방향으로 일정 거리 이격되도록 온도 감지 센서를 설치하고 이의 온도차를 측정함으로써 열전달률을 측정하는 방법이 있으나, 상기 방법은 온도 감지 센서를 부착하기 어려운 부분이나 벽면의 두께가 두꺼운 곳에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래 도 1에 도시된 바와 같은 열전달률 측정 소자가 제안된 바 있다. 상기 도 1에 도시한 열전대열이 권취된 구조 의 열전달률 측정 소자는 일정두께를 가지는 판재(10)에 열전대(20; 20a, 20b)를 감아서 벽면에 부착한 후 열전대열에서 발생하는 온도차를 이용하여 열전달률을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 도 1에 도시된 바와 같은 열전달률 측정 소자는 벽면에 부착되는 면과 타측면의 온도 차이를 이용하여 열전달률을 측정하는 방법으로써, 상기 열전달률 측정 소자를 벽면에 부착함으로써 종래와 비교하여 보다 용이하게 열전달률을 측정할 수 있는 장점이 있으나, 열전대열을 상기 판재에 감아서 이용하므로 상기 판재의 두께가 얇은 경우에 이를 부착하는데 어려움이 있으며, 측정면이 전도성 물질일 경우에 열전대열을 부착하기위한 접착 물질로 비전도성 물질을 이용해야하는 제약이 있다.
또한, 상기 접착 물질로 비전도성 물질을 이용하는 경우에, 상기 접착 물질이 열전대열에 의한 온도 측정을 방해하는 요소로 작용하여 측정의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
아울러, 상기 열전대가 판재에 감겨져 형성되므로 상기 열전달률 측정 소자를 열전달률 측정 대상에 부착하는 것 또한 용이하지 않으며, 물리적 손상을 야기할 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 열전대는 서로 다른 금속을 접속하여 양단의 온도차가 발생하면 열전류가 흐르고, 한 끝을 개방하였을 때는 양단에 기전력이 존재하는 제백(Seebeck) 효과를 이용한 것으로서, 구조가 간단하고 가격이 싸며, 내구성이 있 어, 항공기, 동력계통, 제철소 등과 같은 많은 응용분야에서 비교적 정확히 온도를 측정할 수 있는 온도계로 널리 알려져 있다.
도 2는 열전대의 원래를 설명하는 개략도로서, 상기 열전대는 서로 다른 두 금속 도선(20a, 20b)이 접합되고, 접합된 부분의 온도를 측정하는 부위에 측온 접점(21)이 형성되며, 상기 두 금속 도선(20a, 20b)과 열전대 온도 변화기(25)가 접하는 부위에 기준 접점(23, 24)이 형성된다.
상술한 바와 같이, 상기 측온 접점(21)과 기준 접점(23, 24) 사이의 서로 온도가 다른 경우에 두 금속 도선 사이에는 열기전력이 발생하고, 상기 열기전력은 열전대 온도 변화기에서 온도로 변환된다.
열전대는 넓은 온도 범위를 정확하게 측정할 수 있으며, 출력을 측정하는데 측정 계기가 간단하고 회로상의 잡음을 덜 받는 낮은 임피던스를 갖는 장치이다. 열전대는 또한 역학적 유연성이 있어서 여러 응용 목적에 따라 그 형태를 적합하게 바꿀 수 있고 빠른 응답, 내구성, 회로의 절연 등을 고려하여 보통 소선의 형태로 만들어 사용하기도 한다. 필요에 따라 1 ㎳ 정도의 응답시간을 갖는 머리카락보다 가는 열전대도 있으나, 보통은 0.5 ∼ 1 mm 의 직경을 가진 소선으로 만들어지고, 금속 산화물의 분말로 절연되고 금속 시스에 의해 보호된 열전대도 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 간단한 구성을 가짐으로써 제조가 용이하고 대량생산이 가능하여 생산효율을 높일 수 있으며, 열전달률 측정의 정확도와 신뢰성을 높일 수 있는 열전달률 측정 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 열전달률 측정 소자는 벽면(W) 일측에 부착되어 벽면(W)의 열전달률(Heat Transfer Rate)을 측정하는 열전달률 측정 소자(100)에 있어서, 상기 열전달률 측정 소자(100)는 서로 다른 열전도도를 갖는 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 상기 벽면(W)의 표면방향으로 번갈아 교대로 접합되고 일면이 상기 벽면(W)에 접촉되는 제1층; 상기 제1층의 두께방향으로 서로 다른 재료끼리 접하도록 상기 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 엇갈리게 배열되어 상기 제1층의 타면에 접합되는 제2층; 및 상기 제1층과 제2층 사이에 구비되는 온도측정수단(120); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 온도측정수단(120)은 상기 제1층 및 제2층을 구성하는 제1재료(111) 및 제2재료(112)의 적층 순서가 변경된 각 부분의 온도를 측정하는 복수개의 온도측정부(120a, 120b, 120c, 120d)가 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 열전달률 측정 소자(100)는 상기 온도측정부(120a, 120b, 120c, 120d) 간의 측정된 온도의 차이가 벽면(W)의 열전달률과 정비례하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 온도측정수단(120)은 열전대(Thermocouple) 또는 열전대열(Thermopile)인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제1재료(111) 또는 제2재료(112)가 각각 전도체물질과 부도체물질로 형성되는 경우에, 상기 제1층 및 제2층을 형성하는 전도체물질이 서로 접촉되지 않도록 상기 부도체물질로 형성된 상기 제1재료(111) 또는 제2재료(112)는 동일한 층의 상기 전도체물질로 형성된 재료 측으로 확장되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 열전달률 측정 소자는 서로 다른 열전도도를 갖는 제1재료 및 제2재료를 엇갈리게 배치한 제1층과 제2층을 형성하고, 그 사이에 온도측정수단이 구비되며, 상기 제1층과 제2층 사이의 온도차가 열전달률에 정비례하는 원리를 이용하여 열전달률 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 그 구성이 간단하고 제조가 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)를 도시한 사시도이고, 도 4는 상기 도 3에 도시한 열전달률 측정 소자(100)의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)에 따른 높이에 따른 온도 그래프이고, 도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도시한 열전달률 측정 소자(100)의 실제 온도 해석 그래프이며, 도 7은 본 발명의 다른 열전달률 측정 소자(100)에 따른 높이에 따른 온도 그래프이고, 도 8a 및 도 8b는 상기 도 7에 도시한 열전달률 측정 소자(100)의 실제 온도 해석 그래프이며, 도 9는 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)를 도시한 다른 사시도이고, 도 10은 상기 도 9에 도시한 열전달률 측정 소자(100)의 단면도이다.
본 발명의 열전달률 측정 소자(100)는 도시한 바와 같이, 벽면(W) 일측에 부착되어 벽면(W)의 열전달률(Heat Transfer Rate)을 측정하는 열전달률 측정 소자(100)에 있어서, 상기 열전달률 측정 소자(100)는 제1층, 제2층, 및 상기 제1층 및 제2층 사이에 구비되는 온도측정수단(120)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1층은 서로 다른 열전도도를 갖는 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 상기 벽면(W)의 표면방향으로 번갈아 교대로 접합되고 일면이 상기 벽면(W)에 접촉된다.
본 발명에서 벽면(W)이란 열전달률 측정 대상물의 외면(W)을 의미한다.
상기 제2층은 상기 제1층을 형성하는 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 상기 제1층의 형성순서와 엇갈리게 상기 제1층을 형성하는 서로 다른 재료에 구비된다.
다시 말하면, 상기 제1층과 제2층은 상하방향으로 적층되며, 상기 제1층과 제2층은 모두 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 상기 벽면(W)의 표면방향으로 접합되어 이용되지만, 상기 열전달률 측정 소자(110)의 두께방향으로 제1재료(111) 및 제2재료(112)는 엇갈리게 배열되어, 상기 제1재료(111) 및 제2재료(112) 각각은 대각선 방향에 위치하게 된다.
상기 제1층 및 제2층은 각각 0.01 mm내지 0.1mm의 두께(D1, D2)로서 비교적 얇은 소재로 형성되어 테이프(Tape)와 같이 열전달률을 측정하는 대상(W)에 부착되어 열전달률 측정이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 소자 자체에 의해 열전달률 측정이 방해되지 않도록 한다.
상기 온도측정수단(120)은 상기 제1층 및 제2층 사이에 구비되고, 상기 제1층 및 제2층을 구성하는 제1재료(111) 및 제2재료(112) 사이의 적층 순서가 변경된 부분의 온도를 측정하는 복수개의 온도측정부(120a, 120b, 120c, 120d)가 형성되며, 열전대 또는 열전대열이 이용될 수 있다
상기 도 3 및 도 4에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제1층이 제1재료(111) 및 제2재료(112)로 형성되고, 상기 제2층이 상기 제1층의 상부에 제2재료(112) 및 제1재료(111) 순으로 형성되며, 상기 제1층의 제1재료(111)와 제2층의 제2재료(112) 사이 및 상기 제1층의 제2재료(112)와 제2층의 제1재료(111) 사이에 각각 온도측정부(120a, 120b)가 존재하여 상기 두 부분에서의 온도를 측정하게 된다.
본 발명의 열전달률 측정 소자(100)는 상기 온도측정부(120a, 120b)에서 측정된 온도가 벽면(W)의 열전달률과 정비례하는 것을 이용하여, 제1층과 제2층을 형성하고, 그 사이에 온도측정수단(120)을 구비하는 간단한 구성으로도 열전달률을 용이하게 측정할 수 있게 된다.
상기 도 5는 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)의 높이에 따른 온도를 나타낸 도면으로, 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)가 이용하는 상기 온도측정부(120a, 120b) 간의 측정된 온도의 차이가 벽면(W)의 열전달률과 정비례하는 것을 도 5를 참조로 설명한다.
상기 도 5에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 벽면(W)에 k 1의 열전도도를 갖는 제1재료(111)와 k 2의 열전도도를 제2재료(112)가 각각 제1층 및 제2층이 일정 두께(D1, D2)를 갖도록 형성되고, 상기 제1층 및 제2층 사이에 온도측정수단(120)이 구비된다.
또한, 상기 도 5에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제1층의 제1재료(111)가 상기 도 4에 도시한 상기 제2재료(112) 영역의 일부까지 확장되고, 상기 제2층의 제1재료(111) 역시 상기 제2재료(112) 영역의 일부까지 확장되어 상기 제1층 및 제2층을 형성하는 제2재료(112)가 접촉되는 부분이 없도록 형성된 예를 도시한 것으로서, 상기와 같은 형태는 상기 제2재료(112)가 전도체물질로, 상기 제1재료(111)가 부도체물질로 형성되는 경우에, 상기 제2재료(112)가 접촉되어 상기 제1 층의 제2재료(112)와 제2층의 제2재료(112) 사이에 전류가 흐르게 됨에 따라 온도 측정의 정확도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
즉, 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제1재료(111) 또는 제2재료(112)가 각각 전도체물질과 부도체물질로 형성되는 경우에, 제1층 및 제2층을 형성하는 전도체물질이 서로 접촉되지 않도록 상기 부도체물질로 형성된 상기 제1재료(111) 또는 제2재료(112)는 동일한 층의 상기 전도체물질로 형성된 재료 측으로 확장될 수 있다.
이 때, 상기 제1층과 벽면(W) 사이의 온도를 Tb, 상기 제1층의 제1재료(111)와 제2층의 제2재료(112) 사이의 온도측정부(120a) 온도를 T11, 상기 제1층의 제2재료(112)와 제2층의 제1재료(111) 사이의 온도측정부(120b) 온도를 T21, 상기 제2층을 구성하는 제2재료(112)의 표면(외측) 온도 T12, 및 상기 제2층을 구성하는 제1재료(111)의 표면 온도를 T22로 나타내었다.
상기 열전달률 측정 소자(100)의 열전달 경로는 상기 제1층의 제1재료(111)와 제2층의 제2재료(112)를 통과하는 Q a와, 상기 제1층의 제2재료(112)와 제2층의 제1재료(111)를 통과하는 Q b로서, 전체 열전달률(Q t)과 Q a, Q b의 관계, Q t,, Q a, 및 Q b 는 아래와 같다.(식(1) 내지 식 (5))
Figure 112008004079192-pat00001
(1)
Figure 112008004079192-pat00002
,
Figure 112008004079192-pat00003
(2)
(k = 평균 열전달 계수, A = 표면적, R t = 평균 열전도 저항 )
Figure 112008004079192-pat00004
(3)
(α = 표면적(A)에 대한 각 요소의 면적 비율)
Figure 112008004079192-pat00005
(4)
Figure 112008004079192-pat00006
(5)
상기 식에 표면적(A)을 단위 면적으로 하고, 각 요소의 면적이 동일(α=0.5)하며, 제1재료(111)의 열전도도(k 1)가 제2재료(112)의 열전도도(k 2)보다 크다고 가정하면 아래 식 (6)과 같은 관계식이 유도된다.
Figure 112008004079192-pat00007
(6)
상기 식 (6)과 같이, 열전달률 측정 소자(100)의 벽면(W)과 접촉하는 측(Tb)과 외측(T12, T22)의 온도차는 상기 제1층과 제2층 사이의 각 온도측정부(120a, 120b) 간의 온도차(T11-T21)와 정비례함을 알 수 있다.
Figure 112008004079192-pat00008
(7)
따라서 본 발명은 상기 온도측정부(120a, 120b) 간의 온도차를 이용하여 열전달률을 측정하는 것으로서, 벽면(W)의 단위면적당 열전달률은 상기 식 (7)과 같이 얻어진다.
도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도 따른 열전달률 측정 소자(100)의 실제 온도 해석 그래프로서, 상기 도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도시된 바와 같은 형태를 가지며, 벽면(W) 표면의 온도(Tb)가 100℃이고, 외부 대류에 의한 열전달(10W/cm 2 )이 일어나는 조건에서, 제1재료(111)의 열전도도(k 1)가 1 W/m℃ 이고, 제2재료(112)의 열전도도(k 2)가 100 W/m℃ 인 열전달률 측정 소자(100)의 결과를 나타낸 것이다.
상기 도 6a 및 도 6b를 통해, 벽면(W)의 온도와 제2층의 외면 온도는 각각 평행하게 이루어지며, 제1층의 열전도도가 낮은 제1재료(111)에서 온도변화가 거의 이루어지지 않으며, 상기 제2재료(112)에서는 온도변화가 급격히 일어나게 되고, 상기 온도측정부(120a, 120b) 각각의 온도차(T11-T21)는 벽면(W)과 외면의 온도차와 정비례함을 확인할 수 있다.
도 7에 도시한 본 발명의 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제2재료(112)가 2개의 재료가 상기 열전달률 측정 소자(100)의 두께방향으로 접합되어 형성된 예를 도시한 것으로서, 상기 제2재료(112)를 구성하는 물질의 일부는 상기 제1재료(111)를 형성하는 물질일 수 있으며, 이 때, 열전달 경로 Q a와 Q b는 서로 반대의 경로를 지날 수 있도록 위치하도록 한다.
즉, 열전달 경로 Q a는 제1층의 제1재료(111) ①, 제2층의 제2재료(112)를 구 성하는 ②와, ③을 ①, ②, ③의 순서대로 전달되면, 열전달 경로 Q b는 그 역순인 ③, ②, ① 을 구성하도록 형성된다.
더욱 상세히 상기 도 7에 도시한 열전달률 측정 소자(100)의 구조를 설명하면, 상기 도 7에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제2층을 형성하는 상기 제2재료(112)가 상기 제1재료(111)를 형성하는 재료와 또 다른 재료가 상기 제1재료(111)의 상층부에 순차적으로 형성되고, 상기 제1층을 형성하는 제2재료(112)는 다른 재료와 상기 제1재료를 형성하는 재료가 벽면(W)에 순차적으로 형성된다.
상기 도 7에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제2재료(112)가 상기 제1재료(111)를 형성하는 재료와 다른 재료가 상기 제1재료(111)의 상면에 순차적으로 접합되어 T11(상기 제1층의 제1재료(111)와 상기 제2층의 제1재료(111) 사이의 온도측정부(120a)에 의해 측정된 온도)과 T21(상기 제1층의 제2재료(111)와 상기 제2층의 제1재료(111) 사이의 온도측정부(120b)에 의해 측정된 온도)는 동일 재료의 온도 변화가 일어나는 중간의 온도를 측정하게 되므로 상기 도 5에 도시한 형태와 비교하여 상기 온도측정수단(120)의 삽입 위치가 보다 자유롭게 형성될 수 있어, 제작이 보다 용이한 장점이 있다.
더욱 상세하게는, 도 5에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 반드시, 상기 제1층과 제2층 사이의 정확한 위치에 삽입되어야 하지만(서로 다른 재료임), 상기 도 7에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 제1층의 ②번 영역과 제2층의 ②번 영역 사이 공간에만 삽입되면, 상기 제1층의 ②번 영역과 제2층의 ②번 영역이 동일 재료로서 온도 구배가 동일하므로 상기 온도측정수단(120)의 형성이 상기 도 5와 비교하여 비교적 용이하다.
도 8a 및 도 8b는 상기 도 7에 도시한 형태의 열전달률 측정 소자(100)를 도 6a 및 도 6b의 실험과 동일한 조건으로 실험한 결과를 나타내었으며, 상기 도 8a 및 도 8b 역시 상기 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 결과를 보여준다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 열전달률 측정 소자(100)의 다른 예를 나타낸 도면으로, 상기 도 9 및 도 10에 도시한 열전달률 측정 소자(100)는 상기 제1층이 제1재료(111), 제2재료(112), 제1재료(111) 순으로 3열을 가지며, 상기 제2층이 제2재료(112), 제1재료(111), 제2재료(112)로 이루어지고, 1열의 제1층의 제1재료(111)와 제2층의 제2재료(112) 사이의 온도측정부(120a)와 2열의 제1층의 제2재료(112)와 제2층의 제1재료(111) 사이의 온도측정부(120b)를 포함하는 갖는 온도측정수단(120)과, 2열의 제1층의 제2재료(112)와 제2층의 제1재료(111) 사이의 온도측정부(120c)와 3열의 제1층의 제1재료(111)와 제2층의 제2재료(112) 사이의 온도측정부(120d)를 갖는 온도측정수단(120)이 형성된다.
도 9 및 도 10에 도시한 형태는 측정 범위를 넓혀 보다 정확한 열전달률을 측정하기 위한 방법으로, 본 발명은 3열 뿐만 아니라, 그 개수에 제한됨이 없이 상기 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 번갈아 교대로 형성되어 각 층을 형성할 수 있 다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 종래의 열전달률 측정 소자를 도시한 사시도.
도 2는 열전대를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 열전달률 측정 소자를 도시한 사시도.
도 4는 상기 도 3에 도시한 열전달률 측정 소자의 단면도.
도 5는 본 발명의 열전달률 측정 소자에 따른 높이에 따른 온도 그래프.
도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도시한 열전달률 측정 소자의 실제 온도 해석 그래프.
도 7은 본 발명의 다른 열전달률 측정 소자에 따른 높이에 따른 온도 그래프.
도 8a 및 도 8b는 상기 도 7에 도시한 열전달률 측정 소자의 실제 온도 해석 그래프.
도 9는 본 발명의 열전달률 측정 소자를 도시한 다른 사시도.
도 10은 상기 도 9에 도시한 열전달률 측정 소자의 단면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100 : 본 발명에 따른 열전달률 측정 소자
D1 : 제1층의 두께 D2 : 제2층의 두께
111 : 제1재료 112 : 제2재료
120 : 온도측정수단
120a, 120b, 120c, 120d : 온도측정부
W : 열전달률 측정 대상(벽면)

Claims (6)

  1. 벽면(W) 일측에 부착되어 벽면(W)의 열전달률(Heat Transfer Rate)을 측정하는 열전달률 측정 소자(100)에 있어서,
    상기 열전달률 측정 소자(100)는
    서로 다른 열전도도를 갖는 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 상기 벽면(W)의 표면방향으로 번갈아 교대로 접합되고 일면이 상기 벽면(W)에 접촉되는 제1층;
    상기 제1층의 두께방향으로 서로 다른 재료끼리 접하도록 상기 제1재료(111) 및 제2재료(112)가 엇갈리게 배열되어 상기 제1층의 타면에 접합되는 제2층; 및
    상기 제1층과 제2층 사이에 구비되는 온도측정수단(120); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 열전달률 측정 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도측정수단(120)은 상기 제1층 및 제2층을 구성하는 상기 제1재료(111) 및 제2재료(112)의 적층 순서가 변경된 각 부분의 온도를 측정하는 복수개의 온도측정부(120a, 120b, 120c, 120d)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열전달률 측정 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열전달률 측정 소자(100)는
    상기 온도측정부(120a, 120b, 120c, 120d) 간의 측정된 온도의 차이가 벽면(W)의 열전달률과 정비례하는 것을 특징으로 하는 열전달률 측정 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도측정수단(120)은 열전대(Thermocouple) 또는 열전대열(Thermopile)인 것을 특징으로 하는 열전달률 측정 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1재료(111) 또는 제2재료(112)는 각각 2 이상의 재료가 상기 열전달률 측정 소자(100)의 두께방향으로 접합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 열전달률 측정 소자.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 열전달률 측정 소자(100)는
    상기 제1재료(111)가 부도체물질로 형성되고, 상기 제2재료(112)가 전도체물질로 형성되며,
    상기 제1층 및 제2층의 일부를 형성하는 전도체물질인 상기 제2재료(112)는 서로 접촉되지 않도록 상기 부도체물질로 형성된 상기 제1재료(111)가 동일한 층의 상기 전도체물질로 형성된 제2재료(112) 측으로 확장되는 것을 특징으로 하는 열전달률 측정소자.
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