KR100918450B1 - temperature sensor module for measuring pipe of an extremely low temperature - Google Patents

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Abstract

본 발명은 KSTAR 토카막을 구성하는 장치 중 초전도 자석 및 초전도 버스라인의 냉각상황을 모니터링 하기 위해 냉각 배관에 설치되어 그 배관의 온도를 측정하는 온도센서 모듈에 관한 것으로, 하측이 상기 냉각배관과 결합될 수 있는 구조로 이루어지고, 일측면에 온도센서를 결합시키기 위한 센서결합공, 써멀 앵커링 보빈을 결합시키기 위한 앵커링 보빈 결합공, 보호캡을 결합시키기 위한 보호캡 결합공을 포함하는 다수의 홀이 구비되는 열전도율이 우수한 재질의 몸체; 상기 냉각배관의 온도를 측정하기 위한 것으로, 전체적으로 원기둥이고 일측에 제 1 볼트 결합공이 구비된 보빈 형상이며, 4개의 데이터선(리드선)을 가지는 온도센서; 전체적으로 원기둥이고 측면에는 홈이 구비되며 중앙에 제 2 볼트 결합공이 구비된 보빈 형상인 써멀 앵커링 보빈; 상기 몸체 상측에 위치하여 센서의 리드선과 실드케이블간 연결하기 위해 센서의 각 리드선이 접합이 이루어지는 PCB로 패터닝된 터미널; 및 상기 몸체 상측에 온도 센서, 써멀 앵커링 보빈 및 터미널을 포함한 각 부품들을 고정시킨 후, 그 고정된 부품들을 보호하고 외부의 열을 차단시키는 보호캡;을 포함한다.The present invention relates to a temperature sensor module installed in the cooling pipe to monitor the cooling state of the superconducting magnet and the superconducting bus line among the devices constituting the KSTAR Tokamak, and the lower side is coupled to the cooling pipe. It is made of a structure that can be provided with a plurality of holes including a sensor coupling hole for coupling the temperature sensor on one side, anchoring bobbin coupling hole for coupling the thermal anchoring bobbin, protective cap coupling hole for coupling the protective cap Body of excellent thermal conductivity material; A temperature sensor for measuring the temperature of the cooling pipe and having a cylindrical shape as a whole and having a first bolt coupling hole at one side thereof, and having four data lines (lead lines); A thermal anchoring bobbin having a cylindrical shape and a bobbin shape having a groove on the side and a second bolt coupling hole at the center thereof; A terminal patterned by a PCB on which the lead wires of the sensors are bonded to connect the lead wires of the sensor and the shield cable; And a protective cap for fixing the respective components including the temperature sensor, the thermal anchoring bobbin and the terminal on the upper side of the body, and protecting the fixed components and blocking external heat.

극저온, 냉각 배관, 온도센서, 토카막 Cryogenic, Cooling Piping, Temperature Sensors, Tokamak

Description

극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈{temperature sensor module for measuring pipe of an extremely low temperature} Temperature sensor module for measuring pipe of an extremely low temperature

본 발명은 KSTAR 토카막을 구성하는 장치 중 초전도 자석 및 초전도 버스라인의 냉각상황을 모니터링 하기 위해 냉각 배관에 설치되어 그 배관의 온도를 측정하는 온도센서 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a temperature sensor module installed in the cooling pipe to monitor the cooling state of the superconducting magnet and the superconducting bus line among the devices constituting the KSTAR tokamak to measure the temperature of the pipe.

현재까지 개발된 초전도자석은 지구자장의 26만 배에 달하는 13테슬라의 자장을 얻을 수 있으며, 이러한 자장은 핵융합 반응에서 요구되는 플라즈마를 만들고 가두기 위해 필요한 것이다. 따라서 초전도자석의 핵심 기술은 '관내연선도체'(CICC : Cable-In Conduit-Conductor)라고 알려진 각각의 전선을 감아 코일을 형성하여 초전도자석을 제작함에 있다. 관내연선도체(CICC)는 35kA급의 대전류 운전을 위해서 360 또는 486가닥의 선재를 사각형의 금속관으로 둘러싸인 방식의 도체를 사용하여 자석을 제작하는 것으로, 초전도자석을 4.5K로 냉각하기 위해 약 5기압의 초임계 헬륨을 관내연선도체로 강제 순환시킨다.The superconducting magnets developed to date are capable of producing 13 Tesla magnetic fields, which are 260,000 times the Earth's magnetic field, which are needed to create and trap the plasma required for fusion reactions. Therefore, the core technology of the superconducting magnet is to make a superconducting magnet by forming coils by winding each wire known as a cable-in conduit-conductor (CICC). In-line twisted pair conductor (CICC) is a magnet made of a conductor surrounded by a rectangular metal tube of 360 or 486 strands for 35kA class high current operation. It is about 5 atmospheres to cool superconducting magnets to 4.5K. Supercritical helium of is forcedly circulated to the stranded conductor.

도 1a 및 도 1b는 국내에서 제작되는 초전도자석을 일례로 나타낸 도면이다. 도 1a에 도시된 바와 같이 초전도자석(900:SC Magnet)은 고온의 플라즈마를 진공용 기 벽에 닿지 않고 가두어두기 위한 것으로, 그 주요장치인 토카막장치(901)를 보유하고 있다. 상기 토카막장치(901)는 TF(Toroidal Field) 및 PF(Poloidal Field) 코일을 사용하여 플라즈마의 생성, 구속, 제어를 담당한다. 도 1b는 도 1a의 토카막장치(901)를 나타내며, TF(Toroidal Field)코일로 구성된 TF 구조물(907)과, CS(Central Solenoid)코일로 구성된 CS 구조물(909)과, PF(Poroidal Field)코일로 구성된 PF 구조물(903) 및 각 구조물을 연결하는 연결구조물(905)로 이루어진다.1A and 1B are diagrams illustrating an example of a superconducting magnet manufactured in Korea. As shown in FIG. 1A, a superconducting magnet 900 (SC: Magnet) is used to confine a high temperature plasma without touching a vacuum vessel wall, and has a main device, a tokamak device 901. The tokamak device 901 is responsible for the generation, confinement, and control of the plasma using a TF (Toroidal Field) and PF (Poloidal Field) coil. FIG. 1B illustrates the tokamak device 901 of FIG. 1A, a TF structure 907 composed of a TF (Toroidal Field) coil, a CS structure 909 composed of a central solenoid (CS) coil, and a PF (Poroidal Field) coil. Consists of a PF structure 903 and a connecting structure 905 connecting each structure.

상기 TF 구조물(907)로 내설되는 코일은 약 35kA의 직류전류로 운전되며, 상기 CS 구조물(909)의 코일과 PF 구조물(903)의 코일은 펄스운전을 하여 상호 자장변화에 의한 기전력을 진공용기 내부에 발생시켜 플라즈마를 생성하고 플라즈마 전류 및 TF 자장과 함께 플라즈마를 구속시키는 역할을 수행한다.The coil built into the TF structure 907 is operated with a DC current of about 35 kA, and the coil of the CS structure 909 and the coil of the PF structure 903 perform pulse driving to generate an electromotive force due to mutual magnetic field change. Is generated inside to generate the plasma and serves to confine the plasma along with the plasma current and the TF magnetic field.

앞에서 언급된 KSTAR 토카막 장치에 대해 보다 상세히 설명하면, 16개의 TF 초전도 자석, 그리고 8개의 CS 초전도자석으로 이루어져 있으며, 초전도 케이블(초전도 버스라인)을 경유하여 상온의 전력공급장치와 연결된다. 토카막 내의 자석 및 버스라인을 초전도로 유지하기 위해 초임계 헬륨(Super-critical Heluim; SHe) 냉매로 4.5K까지 냉각하고 이를 지속시켜야 한다. 극저온의 온도를 감지하기 위한 센서로 극저온에서 고감도의 분해능을 가지는 Cernox 센서를 선정, 설치한다.The KSTAR Tokamak device mentioned above is described in more detail. It is composed of 16 TF superconducting magnets and 8 CS superconducting magnets, and is connected to a room temperature power supply via a superconducting cable (superconducting busline). In order to keep the magnets and buslines in the tokamak superconducting, they must be cooled down to 4.5K with a super-critical helium (SHe) refrigerant and sustained. Cernox sensor with high resolution at cryogenic temperature is selected and installed to detect the temperature of cryogenic temperature.

초전도체의 냉각 상황을 측정하는 방법으로 초전도체를 냉각하기 위한 액체헬륨 공급 배관 및 출구 배관의 온도를 측정하며 이를 위해 배관에 온도센서의 설치가 필요하다. 온도센서 설치 시 온도 측정의 정확도, 기계적 내구성 및 진공에서의 안정성을 확보할 수 있어야 한다.As a method of measuring the cooling state of the superconductor, the temperature of the liquid helium supply pipe and the outlet pipe for cooling the superconductor is measured. For this, a temperature sensor needs to be installed in the pipe. When installing a temperature sensor, it should be possible to ensure accuracy of temperature measurement, mechanical durability and stability in vacuum.

본 발명의 목적은 초전도자석 및 초전도 버스라인의 냉각배관에 설치되어 배관의 인입구 및 인출구의 온도를 측정, 분석할 수 있도록 한 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe is installed in the cooling pipe of the superconducting magnet and the superconducting bus line to measure and analyze the temperature of the inlet and the outlet of the pipe.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 극저온 냉각 배관에 설치되어 그 배관의 온도를 측정하는 온도센서 모듈에 관한 것으로, 하측이 상기 냉각배관과 결합될 수 있는 구조로 이루어지고, 일측면에 온도센서를 결합시키기 위한 센서결합공, 써멀 앵커링 보빈을 결합시키기 위한 앵커링 보빈 결합공, 보호캡을 결합시키기 위한 보호캡 결합공을 포함하는 다수의 홀이 구비되는 열전도율이 우수한 재질의 몸체; 상기 냉각배관의 온도를 측정하기 위한 것으로, 전체적으로 원기둥이고 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 1 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상이며, 상기 제 1 볼트 결합공이 중심에서 소정 길이 벗어난 위치에 구비되고, 4개의 데이터선(리드선)을 가지며, 제 1 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 몸체에 구비된 센서 결합공에 결합되어 몸체에 고정되는 온도센서; 전체적으로 원기둥이고 측면에는 홈이 구비되며 중앙에 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 2 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상으로, 상기 제 2 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 상기 몸체에 구비된 앵커링 보빈 결합공에 결합되고, 측면에 구비된 홈에 온도센서 리드선을 감음으로써 외부에서 온도센서쪽으로 전달되는 열을 감쇠시킬 수 있는 구조를 가지는 써멀 앵커링 보빈; 상기 몸체 상측에 위치하여 센서의 리드선과 실드케이블간 연결하기 위해 센서의 각 리드선이 접합이 이루어지는 PCB로 패터닝된 터미널; 및 상기 몸체 상측에 온도 센서, 써멀 앵커링 보빈 및 터미널을 포함한 각 부품들을 고정시킨 후, 그 고정된 부품들을 보호하고 외부의 열을 차단시키는 보호캡;을 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention relates to a temperature sensor module installed in the cryogenic cooling pipe to measure the temperature of the pipe, the lower side is made of a structure that can be combined with the cooling pipe, the temperature sensor on one side Body of excellent thermal conductivity material is provided with a plurality of holes including a sensor coupling hole for coupling, the anchoring bobbin coupling hole for coupling the thermal anchoring bobbin, the protective cap coupling hole for coupling the protective cap; It is for measuring the temperature of the cooling pipe, it is a cylindrical shape of the bobbin provided with a hole (first bolt coupling hole) from the top to the bottom (total), the first bolt coupling hole is a predetermined length from the center A temperature sensor provided at an off position and having four data lines (lead lines) and coupled to a sensor coupling hole provided in the body using a bolt or the like through a first bolt coupling hole and fixed to the body; It is generally cylindrical and has a groove on the side, and has a bobbin shape having a hole (second bolt coupling hole) in an up-down direction in the center, by using a bolt or the like through the second bolt coupling hole. A thermal anchoring bobbin coupled to the anchoring bobbin coupling hole provided in the body and having a structure capable of attenuating heat transferred from the outside to the temperature sensor by winding a temperature sensor lead wire in a groove provided on a side thereof; A terminal patterned by a PCB on which the lead wires of the sensors are bonded to connect the lead wires of the sensor and the shield cable; And a protective cap for fixing the respective components including the temperature sensor, the thermal anchoring bobbin and the terminal on the upper side of the body, and protecting the fixed components and blocking external heat.

또한, 본 발명은 상기 볼트를 이용하여 결합되는 몸체의 상측면에 형성되는 홀과 연통되게 몸체의 일측면에 각각 홀을 구비하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that each hole is provided on one side of the body in communication with the hole formed on the upper side of the body coupled using the bolt.

상기 보호캡은 내측에 스테인리스 재질의 제 1 보호캡과, 상기 제 1 보호캡 외측에 절연 재질의 제 2 보호캡을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The protective cap is characterized in that it comprises a first protective cap of stainless steel material on the inside, and a second protective cap of insulating material on the outside of the first protective cap.

상기 터미널은 금속박막(foil) 위에 저온용 본드를 이용하여 고정되고, 상기 터미널이 고정된 금속박막을 몸체 상측면 일측에 저온용 본드를 이용하여 고정시키는 것을 특징으로 한다. The terminal is fixed using a low temperature bond on the metal foil (foil), characterized in that for fixing the metal thin film fixed to the terminal using a low temperature bond on one side of the body.

또한, 본 발명은 상기 몸체 상측에 온도센서의 리드선과 연결되는 실드 케이블을 안착할 수 있는 홈을 구비하고, 상기 실드 케이블이 안착되었을 때 상기 실드 케이블을 고정시키기 위한 수단을 더 구비함을 특징으로 한다. In addition, the present invention is provided with a groove for seating the shield cable connected to the lead wire of the temperature sensor on the upper side of the body, characterized in that it further comprises a means for fixing the shield cable when the shield cable is seated do.

상기 실드 케이블의 고정수단은, 상기 실드 케이블의 외주면에 상응하는 형상의 반원형 만곡부 및 이 만곡부의 양측단에 이어진 직선 연장부를 갖는 금속재 밴드이고, 상기 금속재 밴드의 연장부에는 홀이 가공되며, 소정의 고정부재를 이용하여 상기 연장부에 가공된 홀을 통해 몸체에 실드 케이블을 고정시키는 것을 특징으로 한다. The shielding means for fixing the shield cable is a metal band having a semicircular curved portion having a shape corresponding to the outer circumferential surface of the shielded cable and a straight extension extending to both ends of the curved portion, and the hole is machined in the extension portion of the metallic band. It characterized in that the shielding cable is fixed to the body through a hole processed in the extension using a fixing member.

상기 고정부재는 볼트(또는 리벳)이고, 볼트(또는 리벳) 체결 방식을 이용하여 실드 케이블을 몸체에 고정시키는 것을 특징으로 한다. The fixing member is a bolt (or rivet), characterized in that the shield cable is fixed to the body by using a bolt (or rivet) fastening method.

본 발명에서는 상기 볼트(또는 리벳) 체결을 위해 몸체에 구비된 홀과 연통되게 몸체의 일측면에 홀을 구비하는 것을 특징으로 한다.In the present invention is characterized in that it comprises a hole on one side of the body in communication with the hole provided in the body for fastening the bolt (or rivet).

또한, 본 발명은 극저온 냉각 배관에 설치되어 그 배관의 온도를 측정하는 온도센서 모듈에 관한 것으로, 하측이 상기 냉각배관과 결합될 수 있는 구조로 이루어지고, 일측면에 온도센서를 결합시키기 위한 센서결합공, 써멀 앵커링 보빈을 결합시키기 위한 앵커링 보빈 결합공, 보호캡을 결합시키기 위한 보호캡 결합공을 포함하는 다수의 홀이 구비되는 열전도율이 우수한 재질의 몸체; 상기 냉각배관의 온도를 측정하기 위한 것으로, 전체적으로 원기둥이고 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 1 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상이며, 상기 제 1 볼트 결합공이 중심에서 소정 길이 벗어난 위치에 구비되고, 4개의 데이터선(리드선)을 가지며, 제 1 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 몸체에 구비된 센서 결합공에 결합되어 몸체에 고정되는 온도센서; 전체적으로 원기둥이고 측면에는 홈이 구비되며 중앙에 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 2 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상으로, 상기 제 2 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 상기 몸체에 구비된 앵커링 보빈 결합공에 결합되고, 측면에 구비된 홈에 온도센서 리드선을 감음으로써 외부에서 온도센서쪽으로 전달되는 열을 감쇠시킬 수 있는 구조를 가지는 써멀 앵커링 보빈; 상기 몸체 상측에 위치하여 센서의 리드선과 실드케이블간 연결하기 위해 센서의 각 리드선이 접합이 이루어지는 PCB로 패터닝된 터미널; 및 상기 몸체 상측에 온도 센서, 써멀 앵커링 보빈 및 터미널을 포함한 각 부품들을 고정시킨 후, 그 고정된 부품들을 보호하고 외부의 열을 차단시키는 보호캡;을 포함하고, 상기 몸체 상측에 온도센서의 리드선과 연결되는 실드 케이블을 안착할 수 있는 홈을 구비하고, 상기 실드 케이블이 안착되었을 때 상기 실드 케이블을 고정시키기 위한 수단을 더 구비함을 특징으로 한다. In addition, the present invention relates to a temperature sensor module installed in the cryogenic cooling pipe to measure the temperature of the pipe, the lower side is made of a structure that can be combined with the cooling pipe, the sensor for coupling the temperature sensor to one side A body of excellent thermal conductivity material having a plurality of holes including a coupling hole, an anchoring bobbin coupling hole for coupling the thermal anchoring bobbin, and a protective cap coupling hole for coupling the protective cap; It is for measuring the temperature of the cooling pipe, it is a cylindrical shape of the bobbin provided with a hole (first bolt coupling hole) from the top to the bottom (total), the first bolt coupling hole is a predetermined length from the center A temperature sensor provided at an off position and having four data lines (lead lines) and coupled to a sensor coupling hole provided in the body using a bolt or the like through a first bolt coupling hole and fixed to the body; It is generally cylindrical and has a groove on the side, and has a bobbin shape having a hole (second bolt coupling hole) in an up-down direction in the center, by using a bolt or the like through the second bolt coupling hole. A thermal anchoring bobbin coupled to the anchoring bobbin coupling hole provided in the body and having a structure capable of attenuating heat transferred from the outside to the temperature sensor by winding a temperature sensor lead wire in a groove provided on a side thereof; A terminal patterned by a PCB on which the lead wires of the sensors are bonded to connect the lead wires of the sensor and the shield cable; And a protective cap for fixing each component including a temperature sensor, a thermal anchoring bobbin and a terminal on the upper side of the body, and protecting the fixed components and blocking external heat. The lead wire of the temperature sensor on the upper side of the body. And a groove for seating a shield cable connected thereto, and further comprising means for fixing the shield cable when the shield cable is seated.

상기 실드 케이블의 고정수단은, 상기 실드 케이블의 외주면에 상응하는 형상의 반원형 만곡부 및 이 만곡부의 양측단에 이어진 직선 연장부를 갖는 금속재 밴드이고, 상기 금속재 밴드의 연장부에는 홀이 가공되며, 볼트(또는 리벳)를 이용하여 상기 연장부에 가공된 홀을 통해 몸체에 실드 케이블을 고정시키는 것을 특징으로 한다.The shielding means for fixing the shield cable is a metal band having a semi-circular curved portion having a shape corresponding to the outer circumferential surface of the shielded cable and a straight extension connected to both ends of the curved portion, and the hole of the metal band is processed with a bolt ( Or a rivet) to fix the shield cable to the body through a hole processed in the extension portion.

이상에서와 같이, 본 발명은 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈을 제공함으로써 피측정체(초전도자석 및 초전도 버스라인)의 냉각배관의 인입구 및 인출구의 온도를 측정, 분석하여 장치의 상태를 모니터링할 수 있다.As described above, the present invention provides a temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe to monitor the state of the device by measuring and analyzing the temperature of the inlet and the outlet of the cooling pipe of the measurement target object (superconducting magnet and superconducting bus line). have.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈의 분리사시도, 및 결합사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈이 냉각 배관에 설치된 것을 보여준 사시도이다.2A and 2B are an exploded perspective view and a combined perspective view of a temperature sensor module of a cryogenic cooling pipe according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view showing that the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe of the present invention is installed in the cooling pipe.

본 발명은 극저온 냉각 배관(10)에 설치되어 그 배관(10)의 온도를 측정하는 온도센서 모듈에 관한 것으로, 상기 냉각배관(10)과 결합될 수 있는 구조로 이루어지는 몸체(100), 배관의 온도를 측정하는 온도센서(200), 온도센서(200)의 리드선이 감겨 외부 열을 차단시키는 써멀 앵커링 보빈(300), 센서 노이즈(noise)를 저감해줄 수 있는 실드 케이블과 연결하기 위해 센서의 각 리드선과 연결되는 터미널(400) 및 상기 각 부품(100~400)들을 보호하고 외부의 열을 차단하기 위해 커버링하는 보호캡(610)(620)을 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a temperature sensor module that is installed in the cryogenic cooling pipe 10 and measures the temperature of the pipe 10, the body 100 of the structure that can be combined with the cooling pipe 10, the pipe The temperature sensor 200 for measuring the temperature, the thermal anchoring bobbin 300 is wound around the lead wire of the temperature sensor 200 to block the external heat, and each of the sensor to connect to the shield cable that can reduce the sensor noise (noise) And a protective cap 610 and 620 covering the terminal 400 connected to the lead wire and protecting the components 100 to 400 and blocking the external heat.

다음 도 4를 참조하여 도 4에 나타난 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈의 각 구성 부품들(100~620)에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.Next, with reference to Figure 4 will be described in more detail with respect to each component (100 ~ 620) of the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe shown in FIG.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 몸체(100)의 형태를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing the shape of the body 100 according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 몸체(100)는 전체적인 형상이 'ㄴ'자로, 길이방향으로 일자형('ㅡ'자형)에서 일측이 약간 돌출된 형상(돌출부)(110)을 가진다. 상기 몸체의 돌출부(110)는 추후 보호캡(610)(620)과의 결합을 용이하도록 하기 위한 것이다.Referring to the drawings, the body 100 has a shape (projection) 110 of which the overall shape is 'b', and one side protrudes slightly from a straight ('-') shape in the longitudinal direction. The protrusion 110 of the body is to facilitate the coupling with the protective caps (610, 620) later.

몸체(100)의 하측은 냉각배관(10)과 결합될 수 있는 구조로 이루어진다. 즉, 배관(10)의 형상이 원형이므로, 몸체(100)의 하측도 냉각배관의 외주면에 상응하는 형상(대략 반원형임)의 홈(101)이 구비된다.The lower side of the body 100 is made of a structure that can be combined with the cooling pipe (10). That is, since the shape of the pipe 10 is circular, a groove 101 having a shape (approximately semi-circular) corresponding to the outer circumferential surface of the cooling pipe is also provided on the lower side of the body 100.

냉각배관(10)과 몸체(100)의 부착은 진공 브레이징(brazing)을 사용하는 것이 바람직하다.Attachment of the cooling pipe 10 and the body 100 is preferably using vacuum brazing.

본 발명의 몸체(100)에는 다수의 홀(121, 121' 122, 122', 123a, 123b, 131, 132, 132')이 구비된다. 즉, 몸체(100)의 상측에는 하기 설명될 온도센서를 결합시키기 위한 홀(센서 결합공)(121) 및 써멀 앵커링 보빈을 결합시키기 위한 홀(앵커링 보빈 결합공)(122)이 구비되고, 몸체의 측면(여기서, '측면'이라 함은 좌측면 또는 우측면을 가리킴)에는 상기 센서 결합공(121) 및 앵커링 보빈 결합공(122)과 연통되는 홀(121')(122')이 각각 구비된다.The body 100 of the present invention is provided with a plurality of holes 121, 121 ′ 122, 122 ′, 123a, 123b, 131, 132, 132 ′. That is, the upper side of the body 100 is provided with a hole (sensor coupling hole) 121 for coupling the temperature sensor to be described below and a hole (anchoring bobbin coupling hole) 122 for coupling the thermal anchoring bobbin, the body In the side (where 'side' refers to the left or right side) is provided with holes 121 'and 122' communicating with the sensor coupling hole 121 and the anchoring bobbin coupling hole 122, respectively. .

이와 같이, 몸체의 상측에 구비된 홀(센서결합공, 앵커링 보빈 결합공)(121)(122)과 몸체의 측면에 구비된 홀(121')(122')간 연통시키는 이유는 다음과 같다. 즉, 본 발명의 장치인 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈은 진공 내에 설치되는데, 센서 결합공(121)과 앵커링 보빈 결합공(122)을 통해 볼트 등을 이용하여 온도센서(200)와 써멀 앵커링 보빈(300)을 몸체(100)에 결합하여 고정시킬 때, 볼트 나사산이 꽉 물리면서 그 내부에 소정 량의 공기가 구속되게 된다. 이 구속된 공기를 외부로 배출시켜야 하는데, 본 발명에서는 센서결합공(121), 앵커링 보빈 결합공(122)과 연통된 홀(121')(122')을 통해 상기 구속된 공기를 배출시킨다. As such, the reason for communicating between the holes (sensor coupling hole, anchoring bobbin coupling hole) 121 and 122 provided on the upper side of the body and the holes 121 'and 122' provided on the side of the body is as follows. . That is, the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe which is the device of the present invention is installed in a vacuum, using the temperature sensor 200 and the thermal anchoring bobbin through the sensor coupling hole 121 and the anchoring bobbin coupling hole 122. When the 300 is coupled to and fixed to the body 100, a predetermined amount of air is constrained therein while the bolt threads are tightened. The constrained air must be discharged to the outside. In the present invention, the constrained air is discharged through the holes 121 'and 122' communicating with the sensor coupling hole 121 and the anchoring bobbin coupling hole 122.

몸체(100)의 상측에는 실드 케이블을 안착시키기 위한 홈(실드 케이블 안착홈)(130)이 더 구비된다.The upper side of the body 100 is further provided with a groove (shield cable mounting groove) 130 for seating the shield cable.

실드 케이블은 온도센서(200)의 리드선(220)과 연결하기 위한 케이블로, 극저온(極低溫)인 토카막 장치에 설치된 센서의 신호를 상온(常溫)인 모니터링 장비와 연결하기 위해 구비된다. 하기에도 상세히 설명이 이루어지지만, 본 발명에서 사용될 온도센서의 리드선은 최대 36인치(914mm)인 관계로, 외부의 장치(모니터링 장비: 컴퓨터 등)와 연결하기 위해서는 상기 실드 케이블이라는 연장선이 더 필요하다. 또한, 상기 실드 케이블은 토카막 환경하에서의 노이즈 저감 목적을 위해 구비된다.The shield cable is a cable for connecting with the lead wire 220 of the temperature sensor 200, and is provided to connect a signal of a sensor installed in a cryogenic Tokamak device with a monitoring device having a normal temperature. Although described in detail below, since the lead wire of the temperature sensor to be used in the present invention is up to 36 inches (914 mm), an extension line called the shield cable is further required to connect to an external device (monitoring device: computer, etc.). . The shielded cable is also provided for noise reduction purposes in a tokamak environment.

또한, 몸체(100)의 양측면에는 하기 설명될 보호캡(610)(620)을 몸체(100)에 결합하기 위한 보호캡 결합공(123a)(123b)이 구비된다.In addition, both sides of the body 100 is provided with protective cap coupling holes 123a and 123b for coupling the protective caps 610 and 620 to the body 100 to be described below.

또한, 몸체(100)의 상측에는 실드 케이블 안착홈(130)을 기준으로 양쪽에 홀(131)(132)이 구비되는데, 이 홀(131)(132)은 상기 실드 케이블을 고정시키기 위한 것이다. 마찬가지로, 상기 홀(131)(132)과 연통되도록 몸체의 측면에 홀(131')(132')이 구비된다. 실드 케이블 안착홈(130)에 대한 보다 상세한 설명은 도 6 설명부분에서 이루어지므로 참조하기로 한다. In addition, the upper side of the body 100 is provided with holes 131, 132 on both sides of the shield cable seating groove 130, the holes 131, 132 is for fixing the shield cable. Similarly, holes 131 ′ and 132 ′ are provided at side surfaces of the body to communicate with the holes 131 and 132. More detailed description of the shield cable seating groove 130 is made in the description of FIG. 6 and will be referred to.

또한, 본 발명의 몸체(100)는 열전도율이 우수한 무산소동(OFHC)을 이용하는 것이 바람직하다. 이로써 냉각 배관(10)의 온도는 그대로 온도센서(100)에 의해 측정가능해진다.In addition, the body 100 of the present invention preferably uses oxygen-free copper (OFHC) excellent in thermal conductivity. As a result, the temperature of the cooling pipe 10 can be measured by the temperature sensor 100 as it is.

도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 온도센서(200)의 형태를 나타내는 사시도이다.Figure 4b is a perspective view showing the shape of the temperature sensor 200 according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 온도센서(200)는 냉각배관(10)의 온도를 측정하기 위한 것으로, LakeShore사의 제품명이 CX-1050-CU인 것을 사용한다. Temperature sensor 200 according to the present invention is for measuring the temperature of the cooling pipe 10, the product name of LakeShore Co., Ltd. uses a CX-1050-CU.

상기 온도센서(200)의 구조에 대해 설명하면, 전체적으로 원기둥이고, 측면에는 홈(230)이 구비되며, 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 1 볼트 결합공)(210) 이 구비된 보빈(bobbin) 형상이다. 단, 상기 제 1 볼트 결합공(210)은 중심에 위치하는 것이 아니라 중심에서 0.8mm 정도 벗어난 위치에 구비된다. 또한, 온도센서(200)의 전체 직경은 8mm이고, 두께는 4.3mm이며, 온도센서에 구비된 제 1 볼트 결합공(210)의 직경은 2.9mm이다. 또한, 상기 온도센서(200)는 325K(52℃)까지 측정가능하다.Referring to the structure of the temperature sensor 200, the cylinder is generally cylindrical, the groove 230 is provided on the side, the hole (first bolt coupling hole) 210 in the upper (down) direction is It is provided with a bobbin shape. However, the first bolt coupling hole 210 is not provided at the center but provided at a position about 0.8 mm away from the center. In addition, the overall diameter of the temperature sensor 200 is 8mm, the thickness is 4.3mm, the diameter of the first bolt coupling hole 210 provided in the temperature sensor is 2.9mm. In addition, the temperature sensor 200 can measure up to 325K (52 ℃).

이와 같은 구조를 가진 온도센서(200)는 제 1 볼트 결합공(210)을 통해 볼트 등을 이용하여 몸체(100)에 구비된 센서 결합공(121)에 결합된다. 이에 따라, 온도센서(200)를 몸체(100)에 고정시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같이 볼트 등을 이용하여 센서를 몸체에 고정할 때, 열적인 접촉을 보완하기 위해 온도센서와 몸체간 저온용 에폭시(Stycast-2850)를 바른 후에 볼트 결합이 이루어지는 것이 바람직하다.The temperature sensor 200 having such a structure is coupled to the sensor coupling hole 121 provided in the body 100 using a bolt or the like through the first bolt coupling hole 210. Accordingly, the temperature sensor 200 may be fixed to the body 100. In addition, in the present invention, when fixing the sensor to the body using a bolt or the like as described above, it is preferable that the bolt coupling is made after applying a low temperature epoxy (Stycast-2850) between the temperature sensor and the body to compensate for thermal contact. Do.

상기 온도센서(200)에는 4개의 리드선(데이터선)(220)이 구비되는데, 이 리드선은 써멀 앵커링 보빈(300)에 약 10회 정도 감겨진 후, 터미널(400)과 연결된다.The temperature sensor 200 is provided with four lead wires (data lines) 220, which are wound about 10 times on the thermal anchoring bobbin 300 and then connected to the terminal 400.

도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 써멀 앵커링 보빈(300)의 형태를 나타내는 사시도이다.Figure 4c is a perspective view showing the form of the thermal anchoring bobbin 300 according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 써멀 앵커링 보빈(300)은 온도센서 리드선을 감음으로써 외부에서 온도센서(200)쪽으로 전달되는 열을 차단시키는 역할을 한다. The thermal anchoring bobbin 300 according to the present invention serves to block heat transmitted to the temperature sensor 200 from the outside by winding the temperature sensor lead wire.

써멀 앵커링 보빈(300)의 구조에 대해 설명하면, 전체적으로 원기둥이고, 측면에는 홈(320)이 구비되며, 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 2 볼트 결합공)(310)이 구비된 보빈(bobbin) 형상이다. 상기 제 1 볼트 결합공(210)은 중심에 위치한다.Referring to the structure of the thermal anchoring bobbin 300, the overall cylinder, the side is provided with a groove 320, the hole (second bolt coupling hole) 310 in the upper (down) direction It is provided with a bobbin shape. The first bolt coupling hole 210 is located at the center.

상기와 같이 구조를 가진 써멀 앵커링 보빈(300)은 제 2 볼트 결합공(310)을 통해 볼트 등을 이용하여 상기 몸체(100)에 구비된 앵커링 보빈 결합공(122)에 결합된다. 이에 따라, 써멀 앵커링 보빈(300)을 몸체(100)에 고정시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같이 볼트 등을 이용하여 써멀 앵커링 보빈(300)을 몸체에 고정할 때, 열적인 접촉을 보완하기 위해 써멀 앵커링 보빈(300)과 몸체간 저온용 에폭시(Stycast-2850)를 바른 후에 볼트 결합이 이루어지는 것이 바람직하다.The thermal anchoring bobbin 300 having a structure as described above is coupled to the anchoring bobbin coupling hole 122 provided in the body 100 using a bolt or the like through the second bolt coupling hole 310. Accordingly, the thermal anchoring bobbin 300 may be fixed to the body 100. In addition, in the present invention, when fixing the thermal anchoring bobbin 300 to the body using a bolt or the like as described above, the thermal anchoring bobbin 300 and the low-temperature epoxy (Stycast-2850) between the body to compensate for thermal contact After applying the bolt is preferably made.

앞에서도 언급한 바와 같이, 온도센서의 리드선은 써멀 앵커링 보빈(300)의 측면에 구비된 홈(320)에 대략 10회 정도 감겨지게 된다.As mentioned above, the lead wire of the temperature sensor is wound about 10 times on the groove 320 provided on the side surface of the thermal anchoring bobbin 300.

도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 터미널(400)의 형태를 나타내는 사시도이다.4D is a perspective view showing the shape of a terminal 400 according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 터미널(400)은 센서 노이즈를 저감해줄 수 있는 실드케이블과 연결하기 위해 구비된다. 즉, 터미널(400)은 구조상 절연체(410), 그 절연체(410) 위에 전기적으로 연결시키는 PCB 접합부(420)로 이루어진다. Referring to the drawings, the terminal 400 of the present invention is provided to connect with a shield cable that can reduce sensor noise. That is, the terminal 400 has a structural insulator 410, and a PCB junction 420 electrically connected to the insulator 410.

본 발명에 따른 온도센서의 리드선(4가닥임)은 터미널의 PCB 접합부(420)와 각각 접합한 후, 실드 케이블과 연결함으로써 이 온도센서의 문제점(리드선 길이가 1m가 안됨)을 보완할 수 있다.The lead wires (four strands) of the temperature sensor according to the present invention may be connected to the PCB junction portion 420 of the terminal, respectively, and then connected to the shield cable to compensate for the problem of the temperature sensor (the length of the lead wire is less than 1 m). .

또한, 터미널(400)은 몸체 상측의 일측, 바람직하게는 앵커링 보빈 결합공과 실드 케이블 안착홈 사이(140)에 위치한다.In addition, the terminal 400 is located on one side of the upper body, preferably between the anchoring bobbin coupling hole and the shield cable seating groove 140.

본 발명에서는 터미널만 상기 위치에 구비하여도 무방하지만, 도 5b에도 도시된 바와 같이, 터미널(400)을 금속박막(foil)(500) 위에 저온용 본드(예: B-bond 610) 등을 이용하여 고정시킨 후, 상기 터미널이 고정된 금속박막(500)을 저온용 본드(예: Sycast-2750) 등을 이용하여 상기 위치에 고정시켜도 된다.In the present invention, only the terminal may be provided at the above position, but as shown in FIG. 5B, a low-temperature bond (eg, B-bond 610) or the like is used on the metal film 500. After the fixing, the metal thin film 500 having the terminal fixed thereto may be fixed to the position using a low temperature bond (eg, Sycast-2750) or the like.

도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 보호캡(610)(620)의 형태를 나타내는 사시도로, 도 2a에 도시된 보호캡(610)(620)을 180도 회전시켜 놓은 것이다.Figure 4e is a perspective view showing the shape of the protective cap 610, 620 according to an embodiment of the present invention, the protective cap 610, 620 shown in Figure 2a is rotated 180 degrees.

본 발명의 일실시예에 따른 보호캡(610)(620)은 몸체 상측에 온도 센서, 써멀 앵커링 보빈 및 터미널을 고정시킨 후, 그 고정된 부품들을 보호하고, 외부의 열을 차단시키기 위해 구비된 것이다.Protective cap 610, 620 according to an embodiment of the present invention is fixed to the temperature sensor, the thermal anchoring bobbin and the terminal on the upper side of the body, to protect the fixed parts, and is provided to block the external heat will be.

본 발명의 일실시예에 따른 보호캡(600)은 내측에 스테인리스 재질의 제 1 보호캡(610)과, 상기 제 1 보호캡(610) 외측에 절연 재질의 제 2 보호캡(620)을 포함하여 이루어진다.Protective cap 600 according to an embodiment of the present invention includes a first protective cap 610 of a stainless steel material on the inside, and a second protective cap 620 of insulating material on the outside of the first protective cap 610. It is done by

제 1 보호캡(610)은 'ㄷ'자 형상으로, 몸체에 직접적으로 결합이 이루어지게 된다. 즉, 제 1 보호캡(610)의 좌우측면에는 홀(611)(612)이 구비되어 있으며, 본 발명에서는 제 1 보호캡(610)의 좌우측면에 구비된 홀(611)(612)과 몸체의 측면에 구비된 보호캡 결합공(123a)(123b)을 일치시킨 후, 볼트(또는 분할핀) 등을 이용하여 결합시킴으로써 몸체(100)에 제 1 보호캡(610)을 결합시킬 수 있다.The first protective cap 610 is a 'c' shape, it is made to be directly coupled to the body. That is, holes 611 and 612 are provided on the left and right sides of the first protective cap 610, and in the present invention, the holes 611 and 612 and the body provided on the left and right sides of the first protective cap 610. After matching the protective cap coupling holes (123a) (123b) provided on the side of, by using a bolt (or split pin) or the like can be coupled to the first protective cap 610 to the body (100).

상기와 같이, 몸체(100)에 제 1 보호캡(610)의 결합이 이루어진 후, 제 2 보호캡(620)을 제 1 보호캡(610)에 씌운다. 즉, 본 발명에서는 제 1 보호캡(610)의 외측에 제 2 보호캡(620)이 위치하게 된다. 물론 제 2 보호캡(620)이 제 1 보호캡(610)에서 빠지지 않도록 설계하여야 한다.As described above, after the first protective cap 610 is coupled to the body 100, the second protective cap 620 is covered by the first protective cap 610. That is, in the present invention, the second protective cap 620 is located outside the first protective cap 610. Of course, the second protective cap 620 should be designed so as not to fall out of the first protective cap 610.

제 2 보호캡(620)은 앞에서도 언급한 바와 같이, 절연 재질로 이루어지고, 복사열을 차단하기 위해 센서 모듈에 감는 MLI(Multi Layer Insulation)의 손상 방지, 센서 모듈 주변에서 고전압이 유기됐을 때 센서모듈로의 고전압 방전방지, 모듈 내의 온도센서 및 리드선 등을 보호, 및 외부로부터의 복사열을 저감시킨다.As mentioned above, the second protective cap 620 is made of an insulating material, and prevents damage of MLI (Multi Layer Insulation) wound around the sensor module to block radiant heat, and when the high voltage is induced around the sensor module. It prevents the high voltage discharge to the module, protects the temperature sensor and the lead wire in the module, and reduces the radiant heat from the outside.

제 1 보호캡(610)은 모듈 내의 온도센서 및 리드선 등을 보호한다.The first protective cap 610 protects the temperature sensor and the lead wire in the module.

다음 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈의 각 구성부품들의 결합순서를 살펴보기로 한다.Next, with reference to Figure 5 will be described the coupling order of each component of the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe according to an embodiment of the present invention.

도 5a는 냉각배관에 몸체를 접합시킨 것을 보여준 도면, 도 5b는 금속박막에 터미널을 접합시킨 것을 보여준 도면이다. Figure 5a is a view showing a body bonded to the cooling pipe, Figure 5b is a view showing a terminal bonded to the metal thin film.

도 5a에서, 냉각배관에 몸체 접합시 BNi2를 사용하여 진공 브레이징을 실시한다. 접합 후, 반드시 브레징 접합면의 공극 여부를 확인하여야 한다.In Figure 5a, the vacuum brazing is performed using BNi 2 when the body is bonded to the cooling pipe. After joining, the brazing joint surface must be checked for voids.

도 5b에서, 금속박막 위에 터미널을 접합할 때, 저온용 본드(예: M-bond 610)를 사용한다. 상기와 같이 저온용 본드를 사용한 후, 175℃에서 1시간동안 프리 큐어링(pre curing)을 실시하고, 215℃에서 2시간 동안 포스트 큐어링(Post curing)을 실시한다.In FIG. 5B, a low temperature bond (eg, M-bond 610) is used when bonding the terminal on the metal thin film. After using the low-temperature bond as described above, precure is performed at 175 ° C for 1 hour, and post curing is performed at 215 ° C for 2 hours.

접합 후, 반드시 본드 접합면의 공극 여부를 확인하여야 한다.After joining, the bond joint surface must be checked for voids.

도 5c는 도 5b의 터미널이 접합된 금속박막을 도 5a의 배관과 접합된 몸체 상측면에 접합시킨 것을 보여준 도면이다.FIG. 5C is a view illustrating bonding the metal thin film to which the terminal of FIG. 5B is bonded to the upper surface of the body bonded to the pipe of FIG. 5A.

도면을 참조하면, 본 발명에서는 도 5b와 같이 터미널이 접합된 금속박막을, 도 5a와 같이 배관과 접합된 몸체 상측면, 바람직하게는 앵커링 보빈 결합공과 실드 케이블 안착홈 사이(140)에 위치한다.Referring to the drawings, in the present invention, as shown in FIG. 5B, the metal thin film bonded to the terminal is positioned on the upper surface of the body bonded to the pipe as shown in FIG. 5A, preferably between the anchoring bobbin coupling hole and the shield cable seating groove 140. .

몸체 상측면에 금속박막의 접합은 저온용 본드(예: Stycast-2850)를 이용하고, 상온 6시간 이상 동안 가류(경화, Curing)를 실시한다.Bonding the metal thin film to the upper side of the body is performed using a low temperature bond (eg Stycast-2850) and vulcanizing (curing) for at least 6 hours at room temperature.

또한, 터미널(400)은 몸체 상측의 일측, 바람직하게는 앵커링 보빈 결합공과 실드 케이블 안착홈 사이(140)에 위치한다.In addition, the terminal 400 is located on one side of the upper body, preferably between the anchoring bobbin coupling hole and the shield cable seating groove 140.

그런 후, 본 발명에서는 온도센서의 리드선을 써멀 앵커링 보빈에 10회 이상 감은 후, 온도센서의 각각의 리드선(4가닥임)을 터미널의 PCB 접합부(420)에 연결시킨다.Then, in the present invention, after the lead wire of the temperature sensor is wound 10 times or more in the thermal anchoring bobbin, each lead wire (four strands) of the temperature sensor is connected to the PCB junction 420 of the terminal.

그런 후, 실드 케이블(60)을 실드 케이블 안착홈(130)에 안착시킨 후, 실드 케이블의 고정수단을 이용하여 완전고정시킨다. 이에 대한 상세한 설명은 다음 도 6a 및 도 6b를 참조하기로 한다. Thereafter, the shield cable 60 is seated in the shield cable seating groove 130 and then completely fixed using the shielding means of the shield cable. Detailed description thereof will be made with reference to FIGS. 6A and 6B.

도 6a는 본 발명에 따른 온도센서 모듈의 몸체에 실드 케이블을 안착시키는 것을 보여주는 도면이고, 도 6b는 도 6a의 A-A'단면도이다.Figure 6a is a view showing the mounting of the shield cable to the body of the temperature sensor module according to the present invention, Figure 6b is a cross-sectional view taken along line AA 'of Figure 6a.

도면을 참조하면, 본 발명에서는 실드 케이블 안착홈(130)에 실드 케이블(60)을 안착시킨 후, 실드 케이블의 고정수단(케이블 고정부재)을 이용하여 실드 케이블의 움직임을 구속시킨다.Referring to the drawings, in the present invention, after the shield cable 60 is seated in the shield cable seating groove 130, the movement of the shield cable is restrained by using a shielding means (cable fixing member).

상기 실드 케이블의 고정수단은, 실드 케이블(60)의 외주면에 상응하는 형상의 반원형 만곡부 및 이 만곡부의 양측단에 이어진 직선 연장부를 갖는 금속재 밴드(710)이고, 상기 금속재 밴드(710)의 연장부에는 홀이 가공되며, 소정의 고정부재를 이용하여 상기 홀을 통해 몸체에 냉각배관을 고정시키게 된다.The shielding means for fixing the shield cable is a metal band 710 having a semi-circular curved portion having a shape corresponding to the outer circumferential surface of the shielded cable 60 and a straight extension connected to both ends of the curved portion, and an extension of the metallic band 710. In the hole is processed, the cooling pipe is fixed to the body through the hole using a predetermined fixing member.

상기 고정부재는 볼트(또는 리벳)(721)(722)이고, 볼트(또는 리벳) 체결 방식을 이용하여 실드 케이블(60)을 몸체(100)에 고정시킨다.The fixing member is a bolt (or rivet) 721, 722, and fixes the shield cable 60 to the body 100 by using a bolt (or rivet) fastening method.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

도 1a 및 도 1b는 토카막 장치의 각 구조물을 나타내는 구성 상태도이다.1A and 1B are structural state diagrams showing respective structures of the tokamak device.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈의 분리사시도, 및 결합사시도이다.2A and 2B are an exploded perspective view and a combined perspective view of a temperature sensor module of a cryogenic cooling pipe according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈이 냉각 배관에 설치된 것을 보여준 사시도이다.3 is a perspective view showing that the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe of the present invention is installed in the cooling pipe.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 몸체, 온도센서, 써멀 앵커링 보빈, 터미널 및 보호캡을 나타내는 사시도이다.4A to 4E are perspective views illustrating a body, a temperature sensor, a thermal anchoring bobbin, a terminal, and a protective cap according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈의 각 구성부품들의 결합순서를 나타내는 것으로, 도 5a는 냉각배관에 몸체를 접합시킨 것을 보여준 도면, 도 5b는 금속박막에 터미널을 접합시킨 것을 보여준 도면, 도 5c는 도 5b의 터미널이 접합된 금속박막을 도 5a의 배관과 접합된 몸체 상측면에 접합시킨 것을 보여준 도면이다.Figure 5 shows the coupling sequence of the components of the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe according to an embodiment of the present invention, Figure 5a shows a body bonded to the cooling pipe, Figure 5b is a terminal on a metal thin film 5C is a view showing the bonding of the metal thin film to which the terminal of FIG. 5B is bonded to the upper surface of the body bonded to the pipe of FIG. 5A.

도 6a는 본 발명에 따른 온도센서 모듈의 몸체에 실드 케이블을 안착시키는 것을 보여주는 도면이고, 도 6b는 도 6a의 A-A'단면도이다.Figure 6a is a view showing the mounting of the shield cable to the body of the temperature sensor module according to the present invention, Figure 6b is a cross-sectional view taken along line AA 'of Figure 6a.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 냉각배관 60: 실드 케이블10: cooling piping 60: shielded cable

100: 몸체 110: 돌출부100: body 110: protrusion

121: 센서 결합공 122: 앵커링 보빈 결합공121: sensor coupling hole 122: anchoring bobbin coupling hole

123a, 123b: 보호캡 결합공 130: 실드 케이블 안착홈123a, 123b: protective cap coupling hole 130: shield cable seating groove

140: 터미널이 위치할 부분 200: 온도센서140: where the terminal is to be located 200: temperature sensor

210: 제1 볼트 결합공 220: 리드선210: first bolt coupling hole 220: lead wire

230: 홈 300: 써멀 앵커링 보빈230: groove 300: thermal anchoring bobbin

310: 제 2 볼트 결합공 320: 홈310: second bolt coupling hole 320: groove

400: 터미널 410: 절연체400: terminal 410: insulator

420: PCB접합부 500: 금속박막(Foil)420: PCB junction portion 500: metal thin film (Foil)

610: 제 1 보호캡 620: 제 2 보호캡610: first protective cap 620: second protective cap

Claims (12)

극저온 냉각 배관에 설치되어 그 배관의 온도를 측정하는 온도센서 모듈에 관한 것으로,The temperature sensor module is installed in the cryogenic cooling pipe to measure the temperature of the pipe, 하측이 상기 냉각배관과 결합될 수 있는 구조로 이루어지고, 일측면에 온도센서를 결합시키기 위한 센서결합공, 써멀 앵커링 보빈을 결합시키기 위한 앵커링 보빈 결합공, 보호캡을 결합시키기 위한 보호캡 결합공을 포함하는 다수의 홀이 구비되는 열전도율이 우수한 재질의 몸체;The lower side is made of a structure that can be combined with the cooling pipe, the sensor coupling hole for coupling the temperature sensor to one side, anchoring bobbin coupling hole for coupling the thermal anchoring bobbin, protective cap coupling hole for coupling the protective cap Body of excellent thermal conductivity material provided with a plurality of holes including a; 상기 냉각배관의 온도를 측정하기 위한 것으로, 전체적으로 원기둥이고 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 1 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상이며, 상기 제 1 볼트 결합공이 중심에서 소정 길이 벗어난 위치에 구비되고, 4개의 데이터선(리드선)을 가지며, 제 1 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 몸체에 구비된 센서 결합공에 결합되어 몸체에 고정되는 온도센서;It is for measuring the temperature of the cooling pipe, it is a cylindrical shape of the bobbin provided with a hole (first bolt coupling hole) from the top to the bottom (total), the first bolt coupling hole is a predetermined length from the center A temperature sensor provided at an off position and having four data lines (lead lines) and coupled to a sensor coupling hole provided in the body using a bolt or the like through a first bolt coupling hole and fixed to the body; 전체적으로 원기둥이고 측면에는 홈이 구비되며 중앙에 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 2 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상으로, 상기 제 2 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 상기 몸체에 구비된 앵커링 보빈 결합공에 결합되고, 측면에 구비된 홈에 온도센서 리드선을 감음으로써 외부에서 온도센서쪽으로 전달되는 열을 감쇠시킬 수 있는 구조를 가지는 써멀 앵커링 보빈;It is generally cylindrical and has a groove on the side, and has a bobbin shape having a hole (second bolt coupling hole) in an up-down direction in the center, by using a bolt or the like through the second bolt coupling hole. A thermal anchoring bobbin coupled to the anchoring bobbin coupling hole provided in the body and having a structure capable of attenuating heat transferred from the outside to the temperature sensor by winding a temperature sensor lead wire in a groove provided on a side thereof; 상기 몸체 상측에 위치하여 센서의 리드선과 실드케이블간 연결하기 위해 센서의 각 리드선이 접합이 이루어지는 PCB로 패터닝된 터미널; 및A terminal patterned by a PCB on which the lead wires of the sensors are bonded to connect the lead wires of the sensor and the shield cable; And 상기 몸체 상측에 온도 센서, 써멀 앵커링 보빈 및 터미널을 포함한 각 부품들을 고정시킨 후, 그 고정된 부품들을 보호하고 외부의 열을 차단시키는 보호캡;을 포함하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.A temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe, comprising: a protective cap for fixing each component including a temperature sensor, a thermal anchoring bobbin and a terminal on the upper side of the body, to protect the fixed components and to block external heat. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 볼트를 이용하여 결합되는 몸체의 상측면에 형성되는 홀과 연통되게 몸체의 일측면에 각각 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.The temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe, characterized in that provided with holes on one side of the body in communication with the hole formed in the upper side of the body coupled using the bolt. 제 1항 또는 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 보호캡은 내측에 스테인리스 재질의 제 1 보호캡과, 상기 제 1 보호캡 외측에 절연 재질의 제 2 보호캡을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.The protective cap is a temperature sensor module of cryogenic cooling piping, characterized in that it comprises a first protective cap of stainless steel material on the inside, and a second protective cap of insulating material on the outside of the first protective cap. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 터미널은 금속박막 위에 저온용 본드를 이용하여 고정되고, 상기 터미널이 고정된 금속박막을 몸체 상측면 일측에 저온용 본드를 이용하여 고정시키는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.The terminal is fixed on the metal thin film using a low-temperature bond, the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe, characterized in that the fixed metal thin film fixed to the terminal using a low-temperature bond on one side of the body. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 몸체 상측에 온도센서의 리드선과 연결되는 실드 케이블을 안착할 수 있는 홈을 구비하고, 상기 실드 케이블이 안착되었을 때 상기 실드 케이블을 고정시키기 위한 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.And a groove for mounting a shield cable connected to the lead wire of the temperature sensor on the upper side of the body, and further comprising means for fixing the shield cable when the shield cable is seated. Temperature sensor module. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 실드 케이블의 고정수단은, The fixing means of the shield cable, 상기 실드 케이블의 외주면에 상응하는 형상의 반원형 만곡부 및 이 만곡부의 양측단에 이어진 직선 연장부를 갖는 금속재 밴드이고, 상기 금속재 밴드의 연장부에는 홀이 가공되며, 소정의 고정부재를 이용하여 상기 연장부에 가공된 홀을 통해 몸체에 실드 케이블을 고정시키는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.A metal band having a semi-circular curved portion having a shape corresponding to the outer circumferential surface of the shield cable and a straight extension extending from both ends of the curved portion, the extension of the metal band is a hole is machined, the extension using a predetermined fixing member A temperature sensor module for cryogenic cooling piping, characterized in that the shield cable is fixed to the body through a hole machined in the body. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 고정부재는 볼트이고, 볼트 체결 방식을 이용하여 실드 케이블을 몸체에 고정시키는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.The fixing member is a bolt, the temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe, characterized in that for fixing the shield cable to the body using a bolt fastening method. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 볼트 체결을 위해 몸체에 구비된 홀과 연통되게 몸체의 일측면에 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.The temperature sensor module of the cryogenic cooling pipe, characterized in that provided with a hole in one side of the body in communication with the hole provided in the body for fastening the bolt. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 볼트 등을 이용하여 센서를 몸체에 고정할 때, 열적인 접촉을 보완하기 위해 온도센서와 몸체간 저온용 에폭시(Stycast-2850)를 바른 후에 볼트 결합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.When fixing the sensor to the body by using a bolt or the like, in order to compensate for thermal contact, after the low temperature epoxy (Stycast-2850) is applied between the temperature sensor and the body, the bolts are coupled to each other so that the bolt is formed. Temperature sensor module. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 볼트 등을 이용하여 써멀 앵커링 보빈을 몸체에 고정할 때, 열적인 접촉을 보완하기 위해 써멀 앵커링 보빈과 몸체간 저온용 에폭시(Stycast-2850)를 바른 후에 볼트 결합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.When fixing the thermal anchoring bobbin to the body by using a bolt or the like, in order to compensate for thermal contact, cryogenic coupling is performed after applying the low temperature epoxy (Stycast-2850) between the thermal anchoring bobbin and the body. Temperature sensor module in the cooling pipe. 극저온 냉각 배관에 설치되어 그 배관의 온도를 측정하는 온도센서 모듈에 관한 것으로,The temperature sensor module is installed in the cryogenic cooling pipe to measure the temperature of the pipe, 하측이 상기 냉각배관과 결합될 수 있는 구조로 이루어지고, 일측면에 온도센서를 결합시키기 위한 센서결합공, 써멀 앵커링 보빈을 결합시키기 위한 앵커링 보빈 결합공, 보호캡을 결합시키기 위한 보호캡 결합공을 포함하는 다수의 홀이 구비되는 열전도율이 우수한 재질의 몸체;The lower side is made of a structure that can be combined with the cooling pipe, the sensor coupling hole for coupling the temperature sensor to one side, anchoring bobbin coupling hole for coupling the thermal anchoring bobbin, protective cap coupling hole for coupling the protective cap Body of excellent thermal conductivity material provided with a plurality of holes including a; 상기 냉각배관의 온도를 측정하기 위한 것으로, 전체적으로 원기둥이고 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 1 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상이며, 상기 제 1 볼트 결합공이 중심에서 소정 길이 벗어난 위치에 구비되고, 4개의 데이터선(리드선)을 가지며, 제 1 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 몸체에 구비된 센서 결합공에 결합되어 몸체에 고정되는 온도센서;It is for measuring the temperature of the cooling pipe, it is a cylindrical shape of the bobbin provided with a hole (first bolt coupling hole) from the top to the bottom (total), the first bolt coupling hole is a predetermined length from the center A temperature sensor provided at an off position and having four data lines (lead lines) and coupled to a sensor coupling hole provided in the body using a bolt or the like through a first bolt coupling hole and fixed to the body; 전체적으로 원기둥이고 측면에는 홈이 구비되며 중앙에 상(上)에서 하(下)방향으로 홀(제 2 볼트 결합공)이 구비된 보빈 형상으로, 상기 제 2 볼트 결합공을 통해 볼트 등을 이용하여 상기 몸체에 구비된 앵커링 보빈 결합공에 결합되고, 측면에 구비된 홈에 온도센서 리드선을 감음으로써 외부에서 온도센서쪽으로 전달되는 열을 감쇠시킬 수 있는 구조를 가지는 써멀 앵커링 보빈;It is generally cylindrical and has a groove on the side, and has a bobbin shape having a hole (second bolt coupling hole) in an up-down direction in the center, by using a bolt or the like through the second bolt coupling hole. A thermal anchoring bobbin coupled to the anchoring bobbin coupling hole provided in the body and having a structure capable of attenuating heat transferred from the outside to the temperature sensor by winding a temperature sensor lead wire in a groove provided on a side thereof; 상기 몸체 상측에 위치하여 센서의 리드선과 실드케이블간 연결하기 위해 센서의 각 리드선이 접합이 이루어지는 PCB로 패터닝된 터미널; 및A terminal patterned by a PCB on which the lead wires of the sensors are bonded to connect the lead wires of the sensor and the shield cable; And 상기 몸체 상측에 온도 센서, 써멀 앵커링 보빈 및 터미널을 포함한 각 부품들을 고정시킨 후, 그 고정된 부품들을 보호하고 외부의 열을 차단시키는 보호캡;을 포함하고,And a protective cap for fixing each component including a temperature sensor, a thermal anchoring bobbin and a terminal on the upper side of the body, and protecting the fixed components and blocking external heat. 상기 몸체 상측에 온도센서의 리드선과 연결되는 실드 케이블을 안착할 수 있는 홈을 구비하고, 상기 실드 케이블이 안착되었을 때 상기 실드 케이블을 고정시키기 위한 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.And a groove for mounting a shield cable connected to the lead wire of the temperature sensor on the upper side of the body, and further comprising means for fixing the shield cable when the shield cable is seated. Temperature sensor module. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 실드 케이블의 고정수단은, The fixing means of the shield cable, 상기 실드 케이블의 외주면에 상응하는 형상의 반원형 만곡부 및 이 만곡부의 양측단에 이어진 직선 연장부를 갖는 금속재 밴드이고, 상기 금속재 밴드의 연장부에는 홀이 가공되며, 볼트를 이용하여 상기 연장부에 가공된 홀을 통해 몸체에 실드 케이블을 고정시키는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각 배관의 온도센서 모듈.A metal band having a semi-circular curved portion having a shape corresponding to the outer circumferential surface of the shield cable and a straight extension extending from both ends of the curved portion, the extension of the metal band is a hole is machined, and the extension is processed using a bolt Temperature sensor module of cryogenic cooling piping, characterized in that the shield cable is fixed to the body through the hole.
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