KR101187437B1 - Resistance element of platinum resistance temperature detector and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR101187437B1 KR1020100051517A KR20100051517A KR101187437B1 KR 101187437 B1 KR101187437 B1 KR 101187437B1 KR 1020100051517 A KR1020100051517 A KR 1020100051517A KR 20100051517 A KR20100051517 A KR 20100051517A KR 101187437 B1 KR101187437 B1 KR 101187437B1
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Abstract

본 발명은 백금 저항 온도계의 저항 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 길이 방향으로 복수의 관통구멍이 형성되어 있고, 표면에 절개부가 형성되어 있는 세라믹 소결형 절연관을 포함하고, 상기 세라믹 소결형 절연관의 상기 절개부의 반대측 단부는 고순도 무기물 접착제에 의해 봉합되고, 상기 관통구멍들은 상기 고순도 무기물 접착제와 상기 세라믹 소결형 절연관 사이의 틈에 의해 연결되어 있어, 한 줄의 백금 저항선이 상기 복수의 관통구멍에 나선형으로 권선되어 삽입되어 있고, 상기 절개부 아래에는 상기 백금 저항선과 상기 백금 리드선이 용접되는 접합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백금 저항 온도계의 저항 소자에 관한 것이다.
이러한 백금 저항 온도계는 백금저항선과 전단부 봉합부재가 분리되어 열팽창시 백금저항선이 단선되는 문제가 해결됨과 동시에 저항 조정 방법이 개선되어 정확도가 향상되고 진동에 강한 구조가 되도록 개선되는 효과가 있다.The present invention relates to a resistance element of a platinum resistance thermometer, and more particularly, to a ceramic sintered insulated tube having a plurality of through-holes formed in the longitudinal direction and having cutouts formed on a surface thereof. The opposite end of the cutout of the insulated tube is sealed by a high purity inorganic adhesive, and the through holes are connected by a gap between the high purity inorganic adhesive and the ceramic sintered insulated tube, so that a single line of platinum resistance wire The through-hole is spirally wound and inserted, and below the cut-out portion is a resistance element of the platinum resistance thermometer, characterized in that the junction portion welded to the platinum resistance wire and the platinum lead wire is formed.
The platinum resistance thermometer has the effect that the platinum resistance line and the shear sealing member is separated and the platinum resistance line is disconnected when thermal expansion is solved, and the resistance adjustment method is improved to improve accuracy and to be a structure resistant to vibration.

Description

백금 저항 온도계의 저항 소자 및 그 제조 방법{RESISTANCE ELEMENT OF PLATINUM RESISTANCE TEMPERATURE DETECTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}RESISTANCE ELEMENT OF PLATINUM RESISTANCE TEMPERATURE DETECTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 온도의 증가에 따라 고순도 백금선의 저항이 증가하는 성질을 이용하여 온도를 측정하는 백금 저항 온도계의 저항 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세라믹 소결형 절연관 내부에 나선형으로 권선된 백금 저항선을 구비하는 백금 저항 온도계의 저항 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resistance element of a platinum resistance thermometer and a method of manufacturing the same using a property of increasing the resistance of a high purity platinum wire with an increase in temperature, and more particularly, spirally inside a ceramic sintered insulated tube. A resistance element of a platinum resistance thermometer having a wound platinum resistance wire and a method of manufacturing the same.

저항 온도계 (Resistance Temperature Detector) 는 일반적으로 온도가 증가함에 따라 전기저항이 비례하여 증가하는 성질을 갖는 선 형태의 금속 저항체, 특히 알파 백금 저항선 (Alpha Platinum wire ; 일반적으로, 직경 Φ0.02mm ~ Φ0.03mm, 저항비 (R100/R0) 1.3845 ~ 1.3865) 을 이용한다. 이러한 선 형태의 금속 저항체의 온도 t(˚C) 와 전기저항값 Rt (Ω) 사이의 관계식은 다음과 같이 표현될 수 있다.Resistance temperature detectors are generally wire-shaped metal resistors, in particular Alpha Platinum wires (generally, diameter Φ0.02mm to Φ0), which have a property of increasing electrical resistance proportionally with increasing temperature. 03mm, resistance ratio (R 100 / R 0 ) 1.3845 ~ 1.3865). The relation between the temperature t (° C) and the electrical resistance value R t (Ω) of the linear metal resistor can be expressed as follows.

Rt = ρt × (ℓ / A)R t = ρ t × (ℓ / A)

여기서, ρt는 온도 t (℃)에서 금속의 비저항(Ω?cm) 이고, ℓ은 도선의 길이 (cm) 이며, A 는 도선의 단면적 (cm2) 이다. 상기 비저항은 금속의 고유한 물성치이고, 온도계에 따라 달리 선택될 수 있다. Where ρ t is the resistivity (Ω? Cm) of the metal at temperature t (° C.), ℓ is the length of the conductor (cm), and A is the cross-sectional area (cm 2 ) of the conductor. The specific resistance is an inherent physical property of the metal and may be differently selected depending on the thermometer.

한편, 하기의 표는 백금 저항 온도계에서 사용되는 백금의 비저항에 대한 실험자료이다.On the other hand, the following table is an experimental data on the specific resistance of platinum used in the platinum resistance thermometer.

　 백금 PtPlatinum Pt 0℃?100℃사이에서의 저항의 온도 계수 평균값 Average value of temperature coefficient of resistance between 0 ° C and 100 ° C 0.003850~0.0039250.003850-0.003925 20℃ 에서의 비저항값 (Ω?cm) at 20℃Resistivity value at 20 ℃ (Ω? Cm) at 20 ℃ 9.81×10-6 9.81 × 10 -6 온도와 저항의 선형관계Linear relationship of temperature and resistance 매우 좋음Very good 사용가능한 온도범위Available temperature range 15 K ~ +962 ℃15 K ~ +962 ℃

또한, 온도 t (℃) 에서 금속의 저항값 Rt (Ω) 를 일반적인 관계식으로 표현하면 다음과 같다. In addition, when the resistance value R t (Ω) of the metal at the temperature t (° C.) is expressed by a general relation, it is as follows.

Rt = R0(1 + at + bt2 + ct3 + …)R t = R 0 (1 + at + bt 2 + ct 3 +… )

여기서 R0 는 0 ℃ 에서의 전기저항값, a, b, c 는 저항의 온도 계수로서 교정 작업을 통하여 정해지는 상수이다. 금속 혹은 온도계에 따라 상기 a, b, c 와 같은 온도 계수들이 달라지게 되는데, 이러한 온도 계수의 값을 찾아내는 것을 교정이라하며, 일단 이 값들이 정해지면 측정된 저항값으로부터 온도를 알아낼 수 있다. 순수한 금속은 일반적으로 온도가 증가하면, 저항이 증가하므로 온도 1℃ 가 증가할 때, 전기저항값의 변화량인 a 는 양수이다. Where R 0 Is the electrical resistance value at 0 degreeC, a, b, and c are the constants determined through a calibration operation as temperature coefficients of resistance. The temperature coefficients such as a, b, and c vary depending on the metal or the thermometer. Finding the value of these temperature coefficients is called calibration, and once these values are determined, the temperature can be found from the measured resistance. Pure metals generally have increased resistance as the temperature increases, so when the temperature increases by 1 ° C, the change in the electrical resistance value a is positive.

또한, 백금 저항 온도계의 온도-저항의 관계식인 캘린더 식 (Callendar Equation) 에서, 온도 t (℃) 와 측정된 저항값 Rt (Ω) 의 관계는 다음과 같다. Further, in the calendar equation (Callendar Equation), which is a temperature-resistance relationship of the platinum resistance thermometer, the relationship between the temperature t (° C.) and the measured resistance value R t (Ω) is as follows.

Figure 112010035157792-pat00001
Figure 112010035157792-pat00001

여기서 Rt 는 t ℃ 에서의 저항값(Ω) 이고, R0 는 0 ℃때의 저항값 (Ω) 이며, α는 온도-저항곡선의 선형성과 관련된 상수이고, δ는 캘린더 상수로서 약 1.50이다. Where R t Is the resistance value (Ω) at t ° C., R 0 is the resistance value (Ω) at 0 ° C., α is a constant related to the linearity of the temperature-resistance curve, and δ is a calendar constant of about 1.50.

전술한 실험자료와 관계식에서 알 수 있듯이 고온까지 정밀하게 측정해야 하는 산업용 저항 온도계에는 온도에 따른 전기저항의 선형값이 우수한 백금 저항선이 주로 사용되고 있다.As can be seen from the above experimental data and relations, the platinum resistance wire having excellent linear value of the electrical resistance according to temperature is mainly used in the industrial resistance thermometer which needs to measure precisely up to high temperature.

도 1 은 종래의 백금 저항 온도계의 저항 소자를 도시한다.1 shows a resistance element of a conventional platinum resistance thermometer.

도 1 에서 도시하는 바와 같이, 종래의 백금 저항 온도계의 저항 소자 (10) 는 백금 리드선 (11), 알파 백금 저항선 (12), 2 개의 관통구멍이 형성된 세라믹 소결형 절연관 (15), 고순도 무기접착제 (16, 17)로 이루어져 있다. As shown in Fig. 1, the resistance element 10 of the conventional platinum resistance thermometer includes a platinum lead wire 11, an alpha platinum resistance wire 12, a ceramic sintered insulating tube 15 having two through holes, and a high purity inorganic material. It consists of adhesives (16, 17).

이러한, 종래의 백금 온도계의 저항 소자는 알파 백금 저항선(12) 을 코일 형태로 권선한 후, 양쪽 선단에 백금 리드선(11) 을 용접하여, 세라믹 소결형 절연관 (15) 의 관통구멍 (14) 내부로 삽입하고, 선단부에 위치하는 용접부 (13) 을 용접하여 0℃에서 저항 소자의 공칭 저항을 목표한 저항값이 (100 ± 0.06) Ω 또는 (100 ± 0.12) Ω 이 되도록 조정한다. 조정이 완료되면 고순도 무기 접착제 (16) 로 알파 백금 저항선 용접부 (13) 를 보호하고, 백금 리드선 (11) 을 2홀 세라믹 소결형 절연관 (15) 에 고순도 무기 접착제 (17) 로 고정하는 구조이다. The resistance element of the conventional platinum thermometer is wound around the alpha platinum resistance wire 12 in the form of a coil, and then welds the platinum lead wires 11 to both ends thereof, so that the through-holes 14 of the ceramic sintered insulation tube 15 are formed. It is inserted into the inside, and the welded portion 13 located at the tip end is welded to adjust the resistance value aiming at the nominal resistance of the resistance element at 0 ° C to be (100 ± 0.06) Ω or (100 ± 0.12) Ω. When the adjustment is completed, the high purity inorganic adhesive 16 protects the alpha platinum resistance wire welding portion 13, and the platinum lead wire 11 is fixed to the two-hole ceramic sintered insulated pipe 15 with the high purity inorganic adhesive 17. .

이러한 종래의 백금 저항 온도계의 저항소자는 2 개의 관통구멍이 형성된 세라믹 소결형 절연관 (싱글타입) 이나 4 개의 관통구멍이 형성된 세라믹 소결형 절연관 (듀얼타입) 의 관통구멍 내부에 코일 형태로 권선된 알파 백금 저항선 (12) 이 삽입되는데, 이러한 알파 백금 저항선 (12) 이 단선되는 문제점이 있었다. 이러한 알파 백금 저항선 (12) 의 단선 혹은 파단은 대부분 저항값 조정을 위한 용접부 (13) 혹은 알파 백금 저항선 (12) 의 선단부 마감을 위한 고순도 무기접착제 (16) 와 알파 백금 저항선(12)의 결합부에서 발생한다는 것을 본 발명자는 실험을 통하여 관찰하였다. The resistance element of the conventional platinum resistance thermometer is wound in the form of a coil inside the through hole of the ceramic sintered insulation tube (single type) having two through holes or the ceramic sintered insulation tube (dual type) having four through holes. The alpha platinum resistance wire 12 is inserted, and this alpha platinum resistance wire 12 was disconnected. Most of the disconnection or breakage of the alpha platinum resistance wire 12 is a joint of the high purity inorganic adhesive 16 and the alpha platinum resistance wire 12 for finishing the end of the weld 13 or the alpha platinum resistance wire 12 for adjusting the resistance value. It was observed through the experiments that the inventors occur.

상기 저항 조정을 위한 용접부 (13) 에서 발생하는 알파 백금 저항선 (12) 의 단선은 고순도 무기접착제 (16) 와 알파 백금 저항선 (12) 의 열팽창율이 서로 다르다는 점에 기인하는 바, 온도계 사용 특성상 고온의 환경에 노출되었다가 냉각되는 현상이 주기적으로 반복되어 고순도 무기접착제 (16) 와 알파 백금 저항선 (12) 이 다른 비율로 팽창과 수축을 반복하기 때문에, 고순도 무기접착제 (16) 에 위치하는 용접부 (13) 가 단선되는 문제점이 있다.The disconnection of the alpha platinum resistance wire 12 generated in the welding portion 13 for adjusting the resistance is due to the fact that the thermal expansion coefficients of the high purity inorganic adhesive 16 and the alpha platinum resistance wire 12 are different from each other. The welding portion located in the high purity inorganic adhesive 16 because the phenomenon of exposure to the environment after being cooled and being repeated periodically repeats the expansion and contraction of the high purity inorganic adhesive 16 and the alpha platinum resistance wire 12 at different ratios ( 13) there is a problem that is disconnected.

또한, 상기 알파 백금 저항선의 선단부 마감을 위한 고순도 무기접착제(16)와 알파 백금 저항선 (12) 의 결합부에서 발생하는 알파 백금 저항선 (12) 의 단선은, 세라믹 소결형 절연관 (15) 의 관통구멍 (14) 에 위치한 알파 백금 저항선 (12) 에서 발생한 진동이 알파 백금 저항선 (12) 과 고순도 무기 접착제 (16) 와의 결합부에 집중된다는 점에 기인한다. 이에 비해, 알파 백금 저항선 (12) 은 백금 리드선 (11) 과의 용접부에서도 고정되어 있으나, 선단부인 상기 고순도 무기접착제 (16) 와 알파 백금 저항선 (12) 의 결합부에 비하여 고정단에 가까워 상대적으로 적은 진동이 발생 및 전달되기 때문에, 단선은 많이 발생하지 않는다.In addition, the disconnection of the alpha platinum resistance wire 12 generated at the joining portion of the high purity inorganic adhesive agent 16 and the alpha platinum resistance wire 12 for finishing the tip end portion of the alpha platinum resistance wire passes through the ceramic sintered insulating tube 15. This is due to the fact that the vibration generated in the alpha platinum resistance wire 12 located in the hole 14 is concentrated at the joining portion of the alpha platinum resistance wire 12 and the high purity inorganic adhesive 16. In contrast, the alpha platinum resistance wire 12 is fixed at the welded portion with the platinum lead wire 11, but is relatively close to the fixed end relative to the coupling portion of the high purity inorganic adhesive agent 16 and the alpha platinum resistance wire 12, which is the tip portion. Since less vibration is generated and transmitted, disconnection does not occur much.

또한, 상기 기술한 종래 백금 저항 온도계의 저항 소자는 용접부 (13) 와 용접부 주변이 고순도 무기접착제(16)로 결합되어 있어, 온도 측정시 알파 백금 저항선 (12) 이 자유 팽창하지 못하고 구속됨에 따라 알파 백금 저항선 (12) 의 고유성질, 예를 들어, 상기 캘린더식에서의 α 값이 변동되어, 온도 측정의 정확도가 낮아진다. 또한, 상기 종래의 백금 저항 온도계의 알파 백금 저항선이 열팽창시 자유 팽창하지 못하고 고순도 세라믹 접착제에 의해 구조적으로 제한되기 때문에, 약 1.50 의 값을 가져야 하는 상기의 캘린더 상수 δ 가 변하게 된다. 따라서 α 값이 초기에 지정된 값 (예를 들어, 0.3850) 을 만족한다 하더라도, δ값이 달라져 정확도에 영향을 미치게 된다. 따라서 이러한 경우 α, δ 값을 기준치로 조정해야 하는 어려움이 있다.In addition, since the resistance element of the conventional platinum resistance thermometer described above is welded 13 and the welded area is coupled with a high purity inorganic adhesive 16, the alpha platinum resistance wire 12 is not freely expanded during temperature measurement, and thus alpha is bound. The intrinsic property of the platinum resistance wire 12, for example, the α value in the calender formula is varied, so that the accuracy of the temperature measurement is lowered. In addition, since the alpha platinum resistance wire of the conventional platinum resistance thermometer is not freely expanded during thermal expansion and is structurally limited by the high purity ceramic adhesive, the above-described calendar constant δ which should have a value of about 1.50 is changed. Therefore, even if the value of α satisfies the initially specified value (for example, 0.3850), the value of δ is changed to affect the accuracy. Therefore, in this case, it is difficult to adjust the values of α and δ as reference values.

본 발명의 목적은 온도 측정을 위한 백금 저항 온도계에 사용되는 온도감지용 저항 소자의 수명 향상을 위하여, 백금 저항선의 일단이 구속되던 구조와 저항 조정 방법을 개선하여 열팽창과 진동에 강한 구조로 개선된 백금 저항 온도계의 백금 저항 소자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 백금 저항선 주위에 충분한 공간을 마련하여, 열팽창시 구조적 제한을 제거하여, 저항소자의 정확도가 된 백금 저항 온도계의 백금 저항 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to improve the structure of one end of the platinum resistance wire is constrained and the resistance adjustment method to improve the life of the temperature sensing resistance element used in the platinum resistance thermometer for temperature measurement to improve the structure to resist thermal expansion and vibration A platinum resistance element of a platinum resistance thermometer is provided. In addition, an object of the present invention is to provide a platinum resistance element of a platinum resistance thermometer having a sufficient space around the platinum resistance line to remove structural limitations upon thermal expansion, thereby achieving accuracy of the resistance element.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 길이 방향으로 복수의 관통구멍 (104) 이 형성되어 있고, 표면에 절개부 (111) 가 형성되어 있는 세라믹 소결형 절연관 (100) 을 포함하고, 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 상기 절개부 (111) 의 반대측 단부에는 원통형의 제 1 단차부 (201) 및 타원형 원통의 제 2 단차부 (202) 가 외측으로부터 차례로 형성되어 있고, 상기 제 1 단차부 (201) 는 제 1 운모판 (106) 에 의해 막혀진 후, 외측이 고순도 무기물 접착제 (108) 에 의해 봉합되고, 백금 리드선 (101) 이 양단에 용접된 한 줄의 백금 저항선 (102) 이 상기 무기물 접착제 (108) 와 접촉 없이, 상기 제 2 단차부 (202) 를 통과하여 상기 복수의 관통구멍 (104) 에 나선형으로 권선되어 삽입되어 있고, 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 상기 절개부 (111) 측의 단부를 고순도 무기물 접착제 (109) 로 봉합하여, 상기 절개부 (111) 아래에 상기 백금 저항선 (102) 과 상기 백금 리드선 (101) 이 용접되는 접합부 (103) 가 위치하도록 상기 백금 리드선 (101) 을 고정하고, 상기 절개부 (111) 는 제 2 운모판 (107) 에 의해 막혀지고, 외측이 고순도 무기물 접착제 (110) 에 의해 봉합되는 것을 특징으로 하는 백금 저항 온도계의 저항 소자를 제공한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention includes the ceramic sintering type insulation tube 100 in which the some through-hole 104 is formed in the longitudinal direction, and the cutout part 111 is formed in the surface, The said ceramic The first stepped portion 201 of the cylindrical shape and the second stepped portion 202 of the elliptical cylinder are formed in order from the outside at the opposite end of the cutout portion 111 of the sintered insulated tube 100. The first stepped portion After the portion 201 is blocked by the first mica plate 106, the outer side is sealed by the high purity inorganic adhesive 108, and a line of platinum resistance wire 102 welded to both ends of the platinum lead wire 101 is formed. The sintered winding of the ceramic sintered insulation tube 100 is inserted into the plurality of through holes 104 and spirally inserted through the second stepped portion 202 without contacting the inorganic adhesive 108. High-purity mineral contact with the end of the section 111 side The platinum lead wire 101 is fixed by suture with a complex 109 so that the junction 103 to which the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 are welded is located under the cutout 111. The cutout 111 is blocked by the second mica plate 107 and provides the resistance element of the platinum resistance thermometer, characterized in that the outside is sealed by the high purity inorganic adhesive 110.

또한, 본 발명은, 백금 저항선 (102) 을 나선형으로 권선하는 단계, 상기 백금 저항선 (102) 의 양 끝단을 각각 백금 리드선 (101) 에 용접하여 결합하는 단계, 미리 가공한 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 복수의 관통구멍에 상기 나선형으로 권선된 한 줄의 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 을 삽입하는 단계, 상기 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 이 결합된 부위가 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 절개부 (111) 아래에 위치하도록 고순도 무기 접착제 (109) 로 고정하는 단계, 상기 절개부 (111) 를 통하여, 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 을 용접하여 저항을 조정하는 단계, 제 2 운모판 (107) 과 고순도 무기 접착제 (110) 를 차례로 적층하여 상기 절개부 (111) 를 봉합하는 단계, 제 1 운모판 (106) 과 고순도 무기 접착제 (108) 를 차례로 적층하여, 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 상기 절개부 (111) 의 반대측 단부를 봉합하는 단계, 상온에서 건조한 후 800℃에 2시간 열처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금 저항 온도계의 저항 소자의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention, the step of winding the platinum resistance wire 102 in a spiral, the step of welding both ends of the platinum resistance wire 102 to the platinum lead wire 101, respectively, and a pre-processed ceramic sintered insulating tube ( Inserting the one line of the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 spirally wound into the plurality of through-holes of 100, wherein the portion where the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 are coupled is Fixing with a high purity inorganic adhesive 109 so as to be positioned below the cutout 111 of the ceramic sintered insulated tube 100, through the cutout 111, the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 are Welding to adjust the resistance, laminating the second mica plate 107 and the high purity inorganic adhesive 110 in order to seal the cutout 111, the first mica plate 106 and the high purity inorganic adhesive 108 ) In sequence, the three A method for manufacturing a resistance element of a platinum resistance thermometer, comprising the steps of suturing the opposite end of the cutout portion 111 of the lamic sintered insulated tube 100, drying at room temperature, and then performing a heat treatment at 800 ° C. for 2 hours. To provide.

본 발명은 진동에 강한 한 줄의 일체형 백금 저항선을 사용하고, 백금 저항선이 열 팽창시 구조적 제한을 받지 않도록 하기 위하여 구조를 개선함으로써, 종래의 백금 저항 온도계의 저항 소자에서 발견되었던 백금 저항선의 진동에 의한 단선현상과 고순도 무기 접착제와의 열팽창율 차이에 의한 단선현상을 방지함과 동시에, 백금 저항선이 구속되지 않고 자유팽창할 수 있게 함으로써, 캘린더 상수인 δ값이 변함에 따른 적절한 온도 상수, 예를들어 α 값을 찾아야 하는 번거로움을 피할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The present invention uses a single line of platinum resistance wire resistant to vibration and improves the structure so that the platinum resistance wire is not subjected to structural limitations upon thermal expansion, thereby improving the vibration of the platinum resistance wire found in the resistance element of the conventional platinum resistance thermometer. Prevents the disconnection caused by the thermal expansion rate difference between the disconnection phenomenon and the high-purity inorganic adhesive, and allows the platinum resistance wire to freely expand without being restrained. For example, the effect of avoiding the need to find the α value can be obtained.

도 1 은 종래의 백금 저항 온도계의 저항 소자의 단면도이다.
도 2 는 본원 발명의 세라믹 소결형 절연관의 단면도이다.
도 3 은 본원 발명의 세라믹 소결형 절연관의 측면도이다.
도 4 는 본원 발명의 백금 저항 온도계의 저항 소자의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a resistance element of a conventional platinum resistance thermometer.
2 is a cross-sectional view of the ceramic sintered insulator tube of the present invention.
3 is a side view of the ceramic sintered insulated tube of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the resistance element of the platinum resistance thermometer of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3은 본 발명에 사용되는 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 단면도 및 측면도이다. 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 은 원통형 본체를 가지며, 이 원통형 본체에는 길이방향으로 2 개의 관통구멍 (104) 이 형성되어 있다. 또한, 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 일측 단부 근처의 외경부 표면에는 상기 관통구멍 (104) 과 이어지는 절개부 (111) 가 형성되어 있고, 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 다른측 단부에는 운모판이 장착되는 원통형 제 1 단차부 (201) 가 형성되어 있다. 또한, 상기 원통형의 제 1 단차부 (201) 와 관통구멍 (104) 사이에는 타원형 원통의 제 2 단차부 (202) 가 형성되어 있다. 상기 원통형 제 1 단차부 (201) 에 운모판이 결합되면 2 개의 관통구멍의 일측은 외부로부터 차단된다. 2 and 3 are sectional views and side views of the ceramic sintered insulator tube 100 used in the present invention. The ceramic sintered insulated tube 100 has a cylindrical body, and two through holes 104 are formed in the cylindrical body in the longitudinal direction. In addition, a cutout portion 111 connected to the through hole 104 is formed on an outer diameter surface near one end of the ceramic sintered insulated tube 100, and the other side of the ceramic sintered insulated tube 100 is formed. At the end portion, a cylindrical first stepped portion 201 on which the mica plate is mounted is formed. Further, an elliptical cylindrical second step portion 202 is formed between the cylindrical first step portion 201 and the through hole 104. When the mica plate is coupled to the cylindrical first stepped portion 201, one side of the two through holes is blocked from the outside.

상기와 같이 차단된 관통구멍과 운모판 사이의 제 2 단차부 (202) 를 통하여, 상기 2 개의 관통구멍 (104) 가 연결될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제 2 단차부 (202) 는 상기 2 개의 관통구멍 (104) 과 운모판 사이의 공간의 역할을 하게 되고, 이러한 제 2 단차부 (202) 를 통하여, 2 개의 관통구멍 (104) 이 연결되므로, 관통구멍 (104) 이 운모판에 의해 막히더라도, 한 줄의 백금 저항선은 제 2 단차부 (202) 를 통하여, 복수의 관통구멍에 연결될 수 있다. 즉, 상기와 같은 구조에서는, 복수의 백금 저항선을 각각 복수의 관통구멍에 삽입한 후, 관통구멍의 끝단에서 용접하지 않지 않고, 한 줄의 백금 저항선을 복수의 복수의 관통구멍에 삽입할 수 있다. The two through holes 104 may be connected through the second stepped portion 202 between the blocked through holes and the mica plate. In the present embodiment, the second stepped portion 202 serves as a space between the two through holes 104 and the mica plate, and through the second stepped portion 202, two through holes ( Because the 104 is connected, even if the through hole 104 is blocked by the mica plate, one line of platinum resistance wire can be connected to the plurality of through holes through the second stepped portion 202. That is, in the structure as described above, after inserting a plurality of platinum resistance wires into the plurality of through holes, one line of platinum resistance wires can be inserted into the plurality of through holes without welding at the ends of the through holes. .

상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 알루미나 순도는 99.5%이상이며, 높은 강도와 경도를 가지고, 화학적으로 안정하여, 산알카리에 대하여 내식성이 우수하고, 가혹한 환경에서 사용할 수 있으며, 열전도성이 우수하고 방사성 동위원소의 함유량이 거의 없다. 또한, 상기 세라믹 소결형 절연관(100)은 다이아몬드 커터로 가공되고, 초음파 세척 후, 1500℃ 이상에서 열처리하여 불순물을 제거한 것이다.      The alumina purity of the ceramic sintered insulated tube 100 is 99.5% or more, has high strength and hardness, is chemically stable, has excellent corrosion resistance against acid alkali, can be used in harsh environments, and has excellent thermal conductivity. And almost no radioisotope content. In addition, the ceramic sintered insulation tube 100 is processed with a diamond cutter, and after ultrasonic cleaning, heat treatment at 1500 ℃ or more to remove impurities.

또한, 상기 운모판은 세라믹판 등으로 대체가 가능하므로 운모판으로 한정하지는 않는다.In addition, the mica plate is not limited to the mica plate because it can be replaced with a ceramic plate.

도 4 는 본 발명에 따른 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 에 제 1 운모판 (106), 제 2 운모판 (107), 백금 저항선 (102), 및 백금 리드선 (101) 이 장착된 백금 저항 온도계의 저항 소자의 단면도이다. 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 2 개의 관통구멍 (104) 과 상기 제 2 단차부 (202) 를 통하여 나선형으로 권선된 백금 저항선(102) 및 상기 백금 저항선에 용접되어 결합된 상기 백금 리드선 (101) 이 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 에 삽입되어 있다. 본 발명의 백금 저항선 (102) 으로는 직경이 0.02mm이고, 저항비(R100/R0)가 1.3850인 알파 백금 저항선 (Alpha Platinum Wire) 이 사용된다. 4 is a platinum resistor having a first mica plate 106, a second mica plate 107, a platinum resistance wire 102, and a platinum lead wire 101 mounted on the ceramic sintered insulation tube 100 according to the present invention. It is sectional drawing of the resistance element of a thermometer. The platinum resistance wire 102 spirally wound through the two through holes 104 of the ceramic sintered insulation tube 100 and the second stepped portion 202 and the platinum lead wire welded to the platinum resistance wire ( 101 is inserted into the ceramic sintered insulated tube 100. As the platinum resistance wire 102 of the present invention, an alpha platinum resistance wire (Alpha Platinum Wire) having a diameter of 0.02 mm and a resistance ratio (R 100 / R 0 ) of 1.3850 is used.

한편, 2개의 관통구멍 (104) 에는 백금 저항선 (102) 에 외부의 기체 또는 액체가 접촉되는 것을 차단하기 위해 고순도 무기물 접착제가 발라지고, 상기 백금 리드선 (101) 과 백금 저항선 (102) 이 결합된 접합부 (103) 는 상기 절개부 (111) 의 아래에서 위치하여, 저항조정을 위해 상기 절개부를 통해 재용접될 수 있고, 상기 백금 리드선 (101) 은 고순도 무기물 접착제 (109) 에 의해 세라믹 소결형 절연체 (100) 의 단부에서 고정된다. On the other hand, the two through-holes 104 are coated with a high purity inorganic adhesive to prevent the external gas or liquid from contacting the platinum resistance wire 102, and the platinum lead wire 101 and the platinum resistance wire 102 are coupled to each other. The junction 103 is located below the cutout 111 and can be re-welded through the cutout for resistance adjustment, and the platinum lead wire 101 is ceramic sintered insulator by the high purity inorganic adhesive 109. It is fixed at the end of 100.

저항 조정이 이루어지는 상기 절개부 (111) 는 고순도 무기물 접착제가 관통구멍 (104) 내부로 흘러 들어가지 않도록 제 2 운모판 (107) 에 의해 막혀지고, 그 위에 고순도 무기물 접착제 (110) 가 발라져 상기 절개부 (111) 가 봉합된다. 또한, 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 백금 리드선 (101) 이 고정된 단부의 반대쪽 단부도 고순도 무기물 접착제 (108) 가 상기 2 개의 관통구멍 (104) 및 제 2 단차부 (202) 에 흘러들어가지 않도록, 제 1 운모판 (106) 에 의해 봉합된다. The cut-out portion 111 in which the resistance is adjusted is blocked by the second mica plate 107 so that the high-purity inorganic adhesive does not flow into the through hole 104, and the high-purity inorganic adhesive 110 is applied thereon to make the cut. The part 111 is sealed. The high purity inorganic adhesive 108 also flows into the two through holes 104 and the second stepped portion 202 on the opposite end of the end where the platinum lead wire 101 of the ceramic sintered insulation tube 100 is fixed. It is sealed by the 1st mica board 106 so that it may not enter.

본 발명의 백금 저항 온도계의 저항 소자는 상기 저항 조정을 위한 접합부 (103) 가 고순도 무기접착제를 포함한 어느 구성과도 물리적인 접촉없이, 절개부 아래측에 형성되기 때문에, 온도계 사용 특성상 저항 소자가 고온의 환경에 노출되었다가 식혀지기가 주기적으로 반복되더라도, 저항 소자 내의 다른 구성들의 팽창과 수축에 영향을 받지 않으므로, 백금 저항선 (102) 이 단선되는 것이 방지된다.In the resistance element of the platinum resistance thermometer of the present invention, since the junction portion 103 for adjusting the resistance is formed below the incision portion without physical contact with any configuration including a high purity inorganic adhesive agent, the resistance element has a high temperature due to the characteristics of the thermometer use. Even if it is periodically exposed to the environment after being cooled down, the platinum resistance wire 102 is prevented from being disconnected because it is not affected by the expansion and contraction of other components in the resistance element.

또한, 백금 저항선 (102) 이 고순도 무기 접착제 (108) 와 결합되지 않고, 운모판 (106) 안에 위치하기 때문에, 백금 저항선 (102) 에서 발생한 진동이 어느 한 곳에 집중되지 않아, 백금 저항선 (102) 이 진동에 의해 단선되는 것을 방지한다. In addition, since the platinum resistance wire 102 is not combined with the high purity inorganic adhesive 108 and is located in the mica plate 106, the vibration generated from the platinum resistance wire 102 is not concentrated anywhere, and the platinum resistance wire 102 is used. Disconnection is prevented by this vibration.

또한, 저항 조절을 위한 접합부 (103) 는 접합부 주변과 고순도 무기접착제 등으로 결합되지 않기 때문에, 또한 구속되지 않고, 백금 저항선 (102) 의 고유성질, 예를 들어 상기 캘린더식에서의 α 값이 변동되지 않아 온도 측정의 정확도가 높아진다. In addition, since the junction part 103 for resistance adjustment is not bound with the peripheral part of a junction part with a high purity inorganic adhesive etc., it is not restrained and the intrinsic property of the platinum resistance wire 102, for example, the alpha value in the calender formula is not changed. This increases the accuracy of the temperature measurement.

본 발명에 따른 저항소자의 제조 방법은 다음과 같다.Method of manufacturing a resistance element according to the present invention is as follows.

먼저 나선형의 백금 저항선(102)을 만들기 위하여, 적당한 외경을 가진 맨드릴을 권선기에 장착하여, 백금 저항선(102) 을 0.02~0.06mm 의 피치 간격을 가지도록 나선형으로 권선한다. 그 다음, 나선형의 백금 저항선(102) 의 양단을 각각의 백금 리드선 (101) 에 용접하여 결합한다. 이렇게 결합된 백금저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 을 미리 가공한 세라믹 소결형 절연관에 삽입하고, 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 의 접합부 (103) 가 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 절개부 (111) 아래에 위치하도록 고정하기 위하여, 고순도 세라믹 접착제 (109) 로 백금 리드선 (101)을 고정한다. First, in order to make the spiral platinum resistance wire 102, a mandrel having an appropriate outer diameter is mounted on the winding machine, and the platinum resistance wire 102 is spirally wound to have a pitch interval of 0.02 to 0.06 mm. Then, both ends of the spiral platinum resistance wire 102 are welded to each platinum lead wire 101 and joined. The platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 thus joined are inserted into a ceramic sintered insulated tube which has been processed in advance, and the junction 103 of the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 is a ceramic sintered insulated tube ( The platinum lead wire 101 is fixed with a high purity ceramic adhesive 109 so as to be positioned below the cutout 111 of the 100.

이후, 상기 절개부를 통하여, 백금 저항선(102) 과 백금 리드선(101) 을 전기 스팟(Spot) 용접하여, 저항소자의 공칭저항은 50, 100, 200 Ω 과 같은 원하는 저항으로 조정한다. 공칭저항은 0℃ 를 구현하는 배스(Bath)에 저항소자를 넣어 저항값을 측정하고, 소자를 취출하여 공칭저항 오차에 들도록 절개부를 통해 재용접을 하게 된다. 스팟 용접 후, 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 의 접합부 (103) 를 보호하기 위하여 절개부 (111) 에 제 2 운모판 (107) 을 설치하고, 고순도 무기물 접착제 (110) 로 봉합한다. 이와 같이 반대편 선단도 제 1 운모판(106)을 설치하고, 고순도 무기물 접착제(108)로 봉합하며, 상온에서 충분히 건조 후, 800℃에서 2시간 열처리하여 상온에서의 절연저항이 1000MΩ 이상으로 유지하도록 한다.Thereafter, through the cutout, the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 are spot welded to adjust the nominal resistance of the resistance element to a desired resistance such as 50, 100, or 200 kΩ. The nominal resistance is measured by placing a resistance element in a bath that implements 0 ° C to measure the resistance value, and re-welding through the cutout to take out the device to fall into the nominal resistance error. After spot welding, in order to protect the junction part 103 of the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101, the 2nd mica board 107 is provided in the cutout part 111, and it seals with the high purity inorganic adhesive 110. . In this way, the other end of the first mica plate 106 is installed, sealed with a high purity inorganic adhesive 108, sufficiently dried at room temperature, and then heat treated at 800 ° C. for 2 hours to maintain insulation resistance at room temperature of 1000 MΩ or more. do.

본 실시예에서는, 상기 세라믹 소결형 절연관은 4 이상의 짝수개의 관통구멍 (12) 을 구비할 수도 있다.In the present embodiment, the ceramic sintered insulated tube may include four or more even through holes 12.

본 발명의 바람직한 실시예에 대해 전술한 내용은 설명 및 예시를 목적으로하는 것이다. 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하는 것은 아니다. 상기 기술의 관점에서 변형 또는 변경예가 가능하다.The foregoing descriptions of the preferred embodiments of the present invention are for the purpose of explanation and illustration. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed. Modifications or variations are possible in light of the above teaching.

Claims (2)

길이 방향으로 복수의 관통구멍 (104) 이 형성되어 있고, 표면에 절개부 (111) 가 형성되어 있는 세라믹 소결형 절연관 (100) 을 포함하고,
상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 상기 절개부 (111) 의 반대측 단부에는 원통형의 제 1 단차부 (201) 및 타원형 원통의 제 2 단차부 (202) 가 외측으로부터 차례로 형성되어 있고,
상기 제 1 단차부 (201) 는 제 1 운모판 (106) 에 의해 막혀진 후, 외측이 무기물 접착제 (108) 에 의해 봉합되고, 백금 리드선 (101) 이 양단에 용접된 한 줄의 백금 저항선 (102) 이 상기 무기물 접착제 (108) 와 접촉 없이, 상기 제 2 단차부 (202) 를 통과하여 상기 복수의 관통구멍 (104) 에 나선형으로 권선되어 삽입되어 있고,
상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 상기 절개부 (111) 측의 단부를 무기물 접착제 (109) 로 봉합하여, 상기 절개부 (111) 아래에 상기 백금 저항선 (102) 과 상기 백금 리드선 (101) 이 용접되는 접합부 (103) 가 위치하도록 상기 백금 리드선 (101) 을 고정하고,
상기 절개부 (111) 는 제 2 운모판 (107) 에 의해 막혀지고, 외측이 무기물 접착제 (110) 에 의해 봉합되는 것을 특징으로 하는 백금 저항 온도계의 저항 소자.A plurality of through-holes 104 are formed in the longitudinal direction, and includes a ceramic sintered insulated tube 100 having cutouts 111 formed on its surface.
At the opposite end of the cutout portion 111 of the ceramic sintered insulated tube 100, a cylindrical first stepped portion 201 and an elliptical cylindrical second stepped portion 202 are sequentially formed from the outside,
After the first stepped portion 201 is blocked by the first mica plate 106, the outer side is sealed by the inorganic adhesive 108, and a line of platinum resistance wires welded to both ends of the platinum lead wire 101 ( 102 is spirally wound and inserted into the plurality of through holes 104 through the second step portion 202 without contacting the inorganic adhesive 108,
An end of the cutout 111 side of the ceramic sintered insulated tube 100 is sealed with an inorganic adhesive 109 so that the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 are disposed below the cutout 111. The platinum lead wire 101 is fixed so that the welded joint 103 is located,
The cutout (111) is blocked by the second mica plate (107), and the outside is sealed by an inorganic adhesive (110), the resistance element of the platinum resistance thermometer. 백금 저항선 (102) 을 나선형으로 권선하는 단계,
상기 백금 저항선 (102) 의 양 끝단을 각각 백금 리드선 (101) 에 용접하여 결합하는 단계,
미리 가공한 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 복수의 관통구멍에 상기 나선형으로 권선된 한 줄의 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 을 삽입하는 단계,
상기 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 이 결합된 부위가 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 절개부 (111) 아래에 위치하도록 무기 접착제 (109) 로 고정하는 단계,
상기 절개부 (111) 를 통하여, 백금 저항선 (102) 과 백금 리드선 (101) 을 용접하여 저항을 조정하는 단계,
제 2 운모판 (107) 과 무기 접착제 (110) 를 차례로 적층하여 상기 절개부 (111) 를 봉합하는 단계,
제 1 운모판 (106) 과 무기 접착제 (108) 를 차례로 적층하여, 상기 세라믹 소결형 절연관 (100) 의 상기 절개부 (111) 의 반대측 단부를 봉합하는 단계,
상온에서 건조한 후 800℃에 2시간 열처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백금 저항 온도계의 저항 소자의 제조방법.Spirally winding the platinum resistance wire 102,
Welding both ends of the platinum resistance wire 102 to the platinum lead wire 101, respectively,
Inserting a single row of platinum resistance wires 102 and platinum lead wires 101 wound in a spiral manner into a plurality of through-holes of a pre-processed ceramic sintered insulated tube 100,
Fixing with the inorganic adhesive 109 such that the portion where the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 are coupled is positioned under the cutout portion 111 of the ceramic sintered insulator tube 100,
Adjusting the resistance by welding the platinum resistance wire 102 and the platinum lead wire 101 through the cutout 111,
Stacking the second mica plate 107 and the inorganic adhesive 110 in order to seal the cutout 111,
Stacking the first mica plate 106 and the inorganic adhesive 108 in order to seal the opposite ends of the cutout portions 111 of the ceramic sintered insulation tube 100,
Method for producing a resistance element of the platinum resistance thermometer, characterized in that the step of drying at room temperature and then heat-treated at 800 ℃ for 2 hours.
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