KR101348013B1 - 광파이버 온도 센서 - Google Patents

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기타시바덴키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제]
철강용 열간 압연 라인에서 운용되는 유도가열 장치 내부의 소망하는 위치의 온도를 항상 감시할 수 있는 광파이버 온도 센서.
[해결 수단]
광파이버 온도 센서는, 유도가열 장치에 사용되는 절연재와 동등한 재질을 사용한 극박형 시트로 이루어지는 몸체(8, 9) 내에 광파이버 케이블(13)을 수납하여 형성된다. 몸체 재료와 같은 재료로 이루어지는 복수의 극박 원주 형상재(14)가 몸체 내의 복수의 개소에 수납되고, 복수의 극박 원주 형상재(14)의 각각에 광파이버 케이블(13)을 고정하지 않고서 거리 분해능에 상당하는 길이 이상으로 권회함에 의해 복수의 센싱 링(15)을 형성하고, 복수의 센싱 링(15)에 의해 복수의 개소의 온도를 측정한다.

Description

광파이버 온도 센서{OPTICAL FIBER TEMPERATURE SENSOR}
본 발명은, 철강용 열간 압연 라인에서 운용되는 유도가열 장치 내부의 온도를 상시 감시하는 광파이버 온도 센서에 관한 것이다.
철강용 열간 압연 라인에서는, 가열로가 피가열재(압연재)를 미리 압연 가능한 온도로 가열하고, 조(粗)압연기가 피가열재를 조바라고 불리는 상태로 성형한다. 또한, 사상(仕上)압연기는, 조바를 소망하는 판 두께나 판 폭을 갖는 박판(薄板)으로 성형한다. 이와 같은 철강용 열간 압연 라인에서는, 라인 반송 중의 조바 온도의 저하에 대해 조바의 승온(昇溫)이나 균열(均熱) 및, 압연기의 부하 경감을 목적으로 하는 유도가열 장치가 사용되고 있다.
이 유도가열 장치는, 조바의 양(兩) 에지부의 온도 승온을 목적으로 하는 에지 히터나, 조바의 전체 승온을 목적으로 하는 바 히터가 일반적으로 알려져 있다. 이 바 히터는, 주로 철심과 가열 코일과 내열 플레이트로 형성되고, 철심과 가열 코일과 내열 플레이트가 실드 커버로 덮여져 있다.
이 열간 압연 라인에서 반송되는 조바로부터의 복사열, 스케일, 디스케일 수(水)가 유도가열 장치의 내부에 침입하여, 가열 코일 및 철심의 과열·소손(燒損), 절연 파괴 및 수명 저하가 발생하여 버린다.
특히 유도가열 장치 내부에서 가장 영향을 받기 쉬운 가열 코일 부분에 스케일, 디스케일 수(水) 등이 침입하는 상태를 확인하는 방법은, 라인 정지 시간대에 있어서의 실드 커버의 개방 점검에 의존하고 있다.
또한, 트러블이 발생한 후, 유도가열 장치가 신속하게 복구되어도, 한정된 라인 정지 시간으로는 유도가열 장치의 복구가 충분하지 않아, 운전 정지가 장기간에 걸치는 경우도 있다.
이 때문에, 철강용 열간 압연 라인에 있어서, 열악 환경 조건에서 운용되는 유도가열 장치의 돌발적인 트러블을 미연에 막기 위한 감시 방법이 필요하다. 이 감시 방법으로서는, 광파이버를 이용한 온도 감시 장치가 있고, 이 온도 감시 장치는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재되고, 터널 방재 설비 등의 다양한 분야에서 운용되고 있다.
특허 문헌 1에 기재된 터널 방재 설비는, 터널의 길이 방향으로 설치되는 1개의 광파이버 케이블의 전체 길이를 온도 센서로서 기능시켜서, 광파이버 케이블의 일단부터 타단까지, 전체 길이에 걸치는 온도 분포를 일괄하여 측정하는 것에 의해, 화재 발생을 검지하고 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 터널 방재 설비는, 광파이버 케이블의 길이 방향에 따른 온도 분포를 계측할 수 있지만, 온도 측정점이 거리 분해능(距離分解能)에 의해 결정된다. 이 때문에, 터널 방재 설비는, 대규모 구성 부품, 또는 터널로 대표되는 대규모 선 형상의 구조물에 대해 운용되고 있고, 기기 내부의, 극히 좁은 공간에 광파이버 온도 감시 장치를 그대로 이용할 수는 없었다.
이 좁은 공간에 광파이버 온도 감시 장치를 적용한 것으로서 특허 문헌 2가 알려져 있다. 특허 문헌 2에 기재된 광파이버 온도 센서는, 광파이버 케이블을 거리 분해능에 상당하는 길이 이상으로 권회(卷回)하고, 국소(局所) 온도를 측정하고 있다. 이 특허 문헌 2에서는, 센서부가, 열 전도성이 좋은 충전재와 함께 접착제로 고착되어 피측정체와 접촉하여 배치되어 있다.
[특허문헌]
특허 문헌 1: 일본 특개평8-4499호 공보
특허 문헌 2: 일본 특개평7-181086호 공보
그러나, 광파이버 케이블 자신(自身)을 열 전도성이 좋은 충전재와 함께 접착제로 고착함으로써, 온도측정 정밀도는 저하된다. 또한, 광파이버 케이블 자신을 고착함에 의해, 예를 들면 열팽창, 수축의 반복이나, 광파이버 케이블 자신이 과대한 힘을 받은 경우에는 광파이버 케이블 자신이 단선(斷線)되고, 온도측정을 할 수가 없게 될 우려도 있다.
본 발명의 과제는, 열악한 환경으로 게다가 열팽창, 수축의 반복이나 과대한 힘을 받는 경우에도, 유도가열 장치의 가열 코일의 소망하는 위치의 온도를 항상 측정할 수 있는 광파이버 온도 센서를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 광파이버 온도 센서는, 이하와 같은 수단을 갖고 있다. 청구항 제 1항의 발명은, 철강용 열간 압연 라인에 설치되는 유도가열 장치 내에 설치되는 광파이버 온도 센서로서, 상기 유도가열 장치에 사용되는 절연재와 동등한 재질을 사용한 극박형(極薄型) 시트로 이루어지는 몸체 내에 광파이버 케이블을 수납하여 형성되어 있다.
청구항 제 2항의 발명은, 청구항 제 1항에 기재된 광파이버 온도 센서에 있어서, 몸체 재료와 같은 재료로 이루어지는 복수의 극박 원주 형상재(圓柱狀材)가 상기 몸체 내의 복수의 개소에 수납되고, 상기 복수의 극박 원주 형상재의 각각에 상기 광파이버 케이블을 고정하지 않고서 거리 분해능에 상당하는 길이 이상으로 권회함에 의해 복수의 센싱 링을 형성하고, 상기 복수의 센싱 링에 의해 상기 복수의 개소의 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제 3항의 발명은, 청구항 제 1항 또는 청구항 제 2항에 기재된 광파이버 온도 센서에 있어서, 몸체 측면부를 실리콘 실링하고, 상기 몸체의 표면 전체를 실리콘계의 액체 절연 재료로 이루어지는 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제 4항의 발명은, 청구항 제 2항 또는 청구항 제 3항에 기재된 광파이버 온도 센서에 있어서, 상기 센싱 링의 공극을 메우도록 상기 극박 원주 형상재와 동일 구성의 스페이서를 배치하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제 1항의 발명에 의하면, 유도가열 장치에 사용되는 절연재와 동등한 재질을 몸체에 사용함에 의해 내열성, 절연성에 우수하고, 몸체가 극박형 시트이기 때문에, 가열 코일에 지극히 접근시킬 수 있다. 이 때문에, 열악한 환경으로 게다가 열팽창, 수축의 반복이나 과대한 힘을 받는 경우에도, 유도가열 장치의 가열 코일의 소망하는 위치의 온도를 항상 측정할 수 있다. 또한, 몸체가 극박형 시트이기 때문에, 광파이버 온도 센서를 좁은 공간에 설치할 수 있고, 경량성에 우수하고, 메인티넌스시(時)의 교환, 탈착이 용이해진다.
청구항 제 2항의 발명에 의하면, 광파이버 케이블을 복수의 극박 원주 형상재의 각각에 고정하지 않고서 권회한 센싱 링에 의해, 열팽창, 수축의 반복이나, 과대한 힘 등을 받아도, 광파이버 케이블이 단선되는 일없이 온도를 측정할 수 있다. 또한, 복수의 센싱 링에 의해, 가열 코일면의 소망하는 위치의 온도를 측정할 수 있다.
청구항 제 3항의 발명에 의하면, 몸체 측면부를 실리콘 실링하고, 몸체의 표면 전체를 실리콘계의 액체 절연 재료로 이루어지는 밀봉 부재에 의해 밀봉하기 때문에, 스케일, 디스케일 수의 침입을 방지할 수 있다.
청구항 제 4항의 발명에 의하면, 센싱 링의 공극을 메우도록, 극박 원주 형상재와 동일 구성의 스페이서를 배치하기 때문에, 과대한 힘을 받아도 광파이버 온도 센서 자신이 파손되지 않고, 광파이버 케이블이 단선되는 일없이 온도를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 광파이버 온도 센서를 설치한 에지 히터를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 광파이버 온도 센서의 내부 구조를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 광파이버 온도 센서의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 관한 광파이버 온도 센서에 의한 실측 데이터를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 관한 광파이버 온도 센서를 설치한 바 히터를 도시하는 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 광파이버 온도 센서의 내부 구조를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 광파이버 온도 센서를 이용한 온도 분포 측정 장치를 도시하는 구성 블록도.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 관한 광파이버 온도 센서를 설치한 에지 히터의 변형예를 도시하는 구성도.
이하, 본 발명의 광파이버 온도 센서의 실시의 형태를 도면을 참조하면서, 상세히 설명한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 광파이버 온도 센서를 설치한 에지 히터를 도시하는 사시도다. 도 1에서, 판재로 이루어지는 조바(1)의 하면에는, 가열 코일(2)과 내열 플레이트(3)가 대향하여 배치되고, 가열 코일(2)과 내열 플레이트(3) 사이에는, 타원형상의 에지 히터용의 광파이버 온도 센서(4)가 배치되어 있다.
광파이버 온도 센서(4)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 몸체 구멍부(80)가 형성되고, 이 몸체 구멍부(80)에 도 1에 도시하는 타원형상의 래디얼 철심(6)이 삽입되어 있다. 가열 코일(2)과 내열 플레이트(3)와 광파이버 온도 센서(4)는, C형 철심(5)의 오목부의 하부에 배치되어 있다. 또한, C형 철심(5)의 오목부의 상부에도 가열 코일(2)과 내열 플레이트(3)(도시 생략)와 광파이버 온도 센서(4)(도시 생략)가 배치되어 있다. 즉, 2개의 광파이버 온도 센서부가 배치되어 있다. 실드 커버(7)는, 가열 코일(2)과 내열 플레이트(3)와 광파이버 온도 센서(4)와 C형 철심(5)과 래디얼 철심(6)을 덮고 있다.
도 1에 도시하는 에지 히터에서는, 가열 코일(2)에 전류를 흘림에 의해 자계가 발생하고, 이 자계에 의해 C형 철심(5)과 래디얼 철심(6)으로 자기(磁氣) 폐(閉) 루프가 형성되고, 조바(1)를 관통한 자계에 의한 에너지에 의해 조바(1)가 가열되도록 되어 있다.
에지 히터용 광파이버 온도 센서(4)의 형상으로서는, 타원인 것이 최선의 형태이다. 왜냐하면, 에지 히터는 주로 가열 코일(2)과 내열 플레이트(3) 외에, C형 철심(5), 래디얼 철심(6), 실드 커버(7)로 형성되는데, 타원형상의 래디얼 철심(6)을 둘러싸는 형상으로 가열 코일(2)이 배치되고, 가열 코일(2)과 내열 플레이트(3) 사이에 에지 히터용 광파이버 온도 센서(4)가 배치되기 때문이다.
도 2는 에지 히터용 광파이버 온도 센서(4)의 내부 구조를 도시하는 도면이다. 도 3은 본 발명에서의 광파이버 온도 센서의 단면도이다.
에지 히터용 광파이버 온도 센서(4)는, 몸체를 가지며, 이 몸체는, 유도가열 장치에 사용되는 절연재와 동등한 재질을 사용한 타원형상의 극박형 시트로 이루어진다. 몸체는, 몸체 상면(8), 몸체 저면(9), 몸체 측면(10), 몸체 구멍부(80)로 형성되고, 내부에 광파이버 케이블(13)을 수납한다. 몸체로서는, 유리 에폭시 수지 적층판이 사용된다.
몸체 측면(10)에는 실리콘 실링재에 의해 실리콘 실링(11)이 시행되어 있다. 또한, 몸체의 표면 전체는, 실리콘계의 액체 절연 재료로 이루어지는 밀봉 부재(12)에 의해 밀봉되어 있다.
몸체 내의 복수의 개소에는, 몸체 재료와 같은 재료로 이루어지는 복수의 극박 원주 형상재(14)가 수납되어 있다. 복수의 극박 원주 형상재(14)의 각각에는, 광파이버 케이블(13)을 고정하지 않고서 거리 분해능에 상당하는 길이 이상으로 권회함에 의해 복수의 센싱 링(15)을 형성하고, 복수의 센싱 링(15)에 의해 가열 코일(2)의 복수의 개소의 온도를 측정한다.
또한, 센싱 링(15)의 공극을 메우도록 극박 원주 형상재(14)와 동일 구성 및 동일 재료의 원형 스페이서(16)가 배치되어 있다.
가열 코일(2)과 내열 플레이트(3)는 매우 근접하여 있고, 광파이버 온도 센서(4)의 두께는 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 몸체 상면(8), 몸체 저면(9)의 두께(L2, L3)는, 각각 0.5㎜의 극박형 시트이다. 센싱 링(15)과 원형 스페이서(16)의 두께(L1)는, 광파이버 케이블(13)을 권회하기 위해 필요한 최소 치수로서 1㎜로 설정한다. 따라서, 광파이버 온도 센서 전체의 두께는 2㎜로 한다. 광파이버 케이블(13)은, 극박 원주 형상재(14)에 대해 약간의 클리어런스를 갖고서 권회된다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 관한 광파이버 온도 센서에 의한 실측 데이터를 도시하는 도면으로, 가열 코일(2)의 소망하는 위치에서의 시계열의 온도 변화를 나타낸다. 사용한 에지 히터용 광파이버 온도 센서(4)는, 몸체 내부에 22개의 센싱 링(15)을 갖는다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 내열 플레이트(3)와 가열 코일(2) 사이에서, 시간마다, 22개소의 어느 위치에서도 온도 변화를 수집할 수 있다. 운용(運用)하여, 온도 추이를 항상 감시하고, 급격한 온도 변화나 서서히 온도 상승이 계속하는 온도 변화의 경향을 파악함에 의해, 경년 열화나 돌발적인 트러블의 발생을 예측할 수 있다.
이처럼 실시예 1의 광파이버 온도 센서에 의하면, 유도가열 장치에 사용되는 절연재와 동등한 재질을 몸체에 사용함에 의해 내열성, 절연성에 우수하고, 몸체가 극박형 시트이기 때문에, 가열 코일에 지극히 접근시킬 수 있다. 또한, 몸체가 극박형 시트이기 때문에, 광파이버 온도 센서를 좁은 공간에 설치할 수 있고, 경량성에 우수하고, 메인티넌스 시의 교환, 탈착이 용이해진다.
또한, 광파이버 케이블(13)을 극박 원주 형상재(14)에 고정하지 않고서 권회한 센싱 링(15)에 의해, 열팽창, 수축의 반복이나, 과대한 힘 등을 받아도, 광파이버 케이블(13)이 단선되는 일없이 온도를 측정할 수 있다. 또한, 복수의 센싱 링(15)에 의해, 가열 코일면의 소망하는 위치의 온도를 측정할 수 있다.
또한, 몸체 측면부를 실리콘 실링하고, 몸체의 표면 전체를 실리콘계의 액체 절연 재료로 이루어지는 밀봉 부재(12)에 의해 밀봉하기 때문에, 스케일, 디스케일수의 침입을 방지할 수 있다.
또한, 센싱 링(15)의 공극을 메우도록, 극박 원주 형상재와 동일 구성의 원형 스페이서(16)를 배치하기 때문에, 과대한 힘을 받아도 광파이버 온도 센서 자신이 파손되지 않고, 광파이버 케이블(13)이 단선되는 일없이 온도를 측정할 수 있다.
[실시예 2]
도 5(a)는 본 발명의 실시예 2에 관한 광파이버 온도 센서를 설치한 바 히터를 도시하는 사시도다. 도 5(b)는 본 발명의 실시예 2에 관한 광파이버 온도 센서의 단면도이다.
도 5에 도시하는 실시예 2에서는, 상자형의 가열 코일(2a)의 내부 하면측에는 평판형상의 4개의 광파이버 온도 센서(4a 내지 4d)가 가열 코일(2a)의 길이 방향으로 순번대로 배치되어 있다. 광파이버 온도 센서(4a 내지 4d)의 상면에는, 내열 플레이트(3a)가 배치되고, 이 내열 플레이트(3a)는 조바(1)를 덮고 있다.
바 히터용 광파이버 온도 센서(4a 내지 4d)의 형상으로서는 평면인 것이 최선의 형태이다. 왜냐하면, 바 히터는 권회된 가열 코일(2a)로 형성되는데, 그 조바(1)와 대향한 면은 평면 형상이고, 가열 코일(2a)과 내열 플레이트(3a)와 면(面) 사이에 바 히터용 광파이버 온도 센서(4a 내지 4d)가 배치되기 때문이다.
바 히터의 경우, 권회된 가열 코일의 폭은, 조바(1) 폭보다 큰 것이어야 하고, 2m 정도의 폭을 갖는다. 2m 폭의 가열 코일(2) 하면의 폭에 배치시키기 위해 복수 장의 바 히터용 광파이버 온도 센서(4)를 배치하는 것으로 하여, 예를 들면 그 폭 치수가 500㎜ 폭을 갖는 4매의 광파이버 온도 센서(4a 내지 4d)가 배치된다. 이에 의해, 교환 등의 메인티넌스성(性)이나 취급이 용이해진다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 광파이버 온도 센서의 내부 구조를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시하는 광파이버 온도 센서의 단면은, 도 3에 도시하는 에지 히터용 광파이버 온도 센서(4)와 같다.
몸체 측면에는 실리콘 실링재에 의해 실리콘 실링(11a)이 시행되어 있다. 또한, 몸체의 표면 전체는, 실리콘계의 액체 절연 재료로 이루어지는 밀봉 부재(12)에 의해 밀봉되어 있다.
몸체 내의 복수의 개소에는 몸체 재료와 같은 재료로 이루어지는 복수의 극박 원주 형상재(14a)가 수납되어 있다. 복수의 극박 원주 형상재(14a)의 각각에는, 광파이버 케이블(13a)을 고정하지 않고서 거리 분해능에 상당하는 길이 이상으로 권회함에 의해 복수의 센싱 링(15a)을 형성하고, 복수의 센싱 링(15a)에 의해 복수의 개소의 온도를 측정한다.
또한, 센싱 링(15a)의 공극을 메우도록 극박 원주 형상재와 동일 구성 및 동일재료의 원형 스페이서(16a)가 배치되어 있다.
가열 코일(2a)과 내열 플레이트(3a)는 매우 근접하여 있고, 광파이버 온도 센서의 두께는 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 몸체 상면(8a), 몸체 저면(9a)의 두께는, 각각 0.5㎜의 극박형 시트이다. 센싱 링(15a)과 원형 스페이서(16a)의 두께는, 광파이버 케이블(13a)을 권회하기 위해 필요한 최소 치수로서 1㎜로 설정한다. 따라서, 광파이버 온도 센서 전체의 두께는 2㎜로 한다. 광파이버 케이블(13a)은, 극박 원주 형상재(14a)에 대해 약간의 클리어런스를 갖고서 권회된다.
도 7은 본 발명의 광파이버 온도 센서를 이용한 온도 분포 측정 장치를 도시하는 구성 블록도이다. 도 7를 참조하면서 광파이버 온도 센서를 이용한 온도 분포 측정 처리를 설명한다. 온도 분포 측정 장치는, 펄스 발생기(21), 광원(22), 광 분광기(23), 수광기(24), 데이터 처리부(25), 데이터 표시부(26)를 갖고 있다.
펄스 발생기(21)는, 펄스 신호를 발생하고, 펄스 신호를 광원(22)에 출력한다. 광원(22)은, 펄스 발생기(21)로부터의 펄스 신호에 응한 광신호를 광 분광기(23)에 출력한다. 광 분광기(23)는, 광원(22)으로부터의 광신호를 4개의 광파이버 케이블(13a 내지 13d)에 출력한다. 4개의 광파이버 케이블(13a 내지 13d)의 각각은, 도 6에 도시하는 구성의 광파이버 케이블이고, 광파이버 온도 센서(4a 내지 4d)를 갖고 있다.
이 때문에, 광 분광기(23)는, 광신호를 4개의 광파이버 케이블(13a 내지 13d)에 보내고, 4개의 광파이버 케이블(13a 내지 13d)로부터 보내 오는 광신호를 수광기(24)에 출력한다. 데이터 처리부(25)는. 수광기(24)로부터의 광신호에 의거하여 광파이버 케이블(13a 내지 13d)에 갖는 광파이버 온도 센서(4a 내지 4d)의 온도 정보에 의해 가열 코일면의 소망하는 위치의 온도 분포를 계측하고, 데이터 표시부(26)는, 가열 코일면의 소망하는 위치의 온도 분포를 표시한다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 관한 에지 히터용 광파이버 온도 센서의 사용례를 도시하는 구성도다. 도 8에서는, 철강용 열간 압연 라인에서의 에지 히터 기본 배치로서, 전후 좌우 대향한 4대를 나타내고 있다. 4개의 C형 철심(5a 내지 5d)가 배치되고, C형 철심(5a, 5b, 5c, 5d)에는 조바(1a)가 삽통되어 있다. C형 철심(5a)과 C형 철심(5c)은 오목부가 마주 보도록 배치되고, C형 철심(5b)과 C형 철심(5d)은 오목부가 마주 보도록 배치되어 있다.
각각의 C형 철심(5a 내지 5d) 에는, 조바(1a)를 끼우고, 하부측 가열 코일(2a1 내지 2d1)과 하부측 내열 플레이트(3al 내지 3dl) 사이와, 상부측 가열 코일(2a2 내지 2d2)와 상부측 내열 플레이트(3a2 내지 3d2) 사이에 각각 에지 히터용 광파이버 온도 센서를 배치하는 것이 가능하다. 즉, 8개의 광파이버 온도 센서를 배치하는 것이 가능하다
예를 들면, C형 철심(5a 내지 5d)의 하부측에 배치된 4개의 광파이버 온도 센서를, 도 7에 도시하는 광 분광기(23)의 출력측에 접속함에 의해, 가열 코일면의 소망하는 위치의 온도 분포를 계측할수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, 철강용 열간 압연 라인에서 운용되는 유도가열 장치에 적용 가능하다.
1 : 조바
2 : 가열 코일
3 : 내열 플레이트
4 : 에지 히터용 광파이버 온도 센서
5 : C형 철심
6 : 래디얼 철심
7 : 실드 커버
8 : 몸체 상면
9 : 몸체 저면
10 : 몸체 측면
11 : 실리콘 실링
12 : 밀봉 부재
13 : 광파이버 케이블
14 : 극박 원주 형상재
15 : 센싱 링
16 : 원형 스페이서
18 : 실측 데이터
80 : 몸체 구멍부

Claims (6)

  1. 철강용 열간 압연 라인에 설치되는 유도가열 장치 내에 설치되는 광파이버 온도 센서로서,
    상기 유도가열 장치에 사용되는 절연재와 동등한 재질을 사용한 극박형 시트로 이루어지는 몸체 내에 하나의 광파이버 케이블(13)을 수납하여 형성되고,
    몸체 재료와 같은 재료로 이루어지는 복수의 극박 원주 형상재(14)가 상기 몸체 내의 복수 개소에 수납되고, 상기 하나의 광파이버 케이블(13)을 상기 복수의 극박 원주 형상재(14)의 각각에 차례로 연속하여 권회함과 함께, 상기 복수의 극박 원주 형상재(14)의 각각에 상기 하나의 광파이버 케이블(13)을 거리 분해능에 상당하는 길이 이상으로 권회함에 의해 복수개의 센싱 링(15)을 형성하고, 상기 복수개의 센싱 링(15)에 의해 상기 몸체 내의 복수 개소의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 광파이버 온도 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체는, 타원형상을 이루고, 조바(1)를 가열하기 위한 래디얼 철심(6)이 삽입되기 위한 몸체 구멍부(80)가 중앙부에 형성되고,
    상기 복수의 센싱 링(15)은, 상기 타원형상의 몸체의 주변부에 배치되는 것을 특징으로 하는 광파이버 온도 센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체는, 장방형을 이루는 것을 특징으로 하는 광파이버 온도 센서.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체는, 유리 에폭시 수지로 이루어지고,
    상기 광파이버 온도 센서의 두께가 2㎜인 것을 특징으로 하는 광파이버 온도 센서.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    몸체 측면부를 실리콘 실링하고, 상기 몸체의 표면 전체를 실리콘계의 액체절연 재료로 이루어지는 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 것을 특징으로 하는 광파이버 온도 센서.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 센싱 링(15)의 공극을 메우도록 상기 극박 원주 형상재(14)와 동일 구성의 스페이서를 배치하는 것을 특징으로 하는 광파이버 온도 센서.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102364685B1 (ko) * 2021-09-09 2022-02-18 (주)바이컴 Dts 기반의 과열 모니터링 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103090992B (zh) * 2013-01-23 2014-10-01 武汉北方光电科技有限公司 一种固定装置及炉体测温光缆布线方法
KR102036835B1 (ko) * 2018-08-14 2019-10-25 이금석 광섬유 격자센서를 이용한 온도측정장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03130530U (ko) * 1990-04-11 1991-12-27
JPH07181086A (ja) * 1993-12-22 1995-07-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ温度センサ
JP2009281789A (ja) 2008-05-20 2009-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 温度計測装置および温度計測装置の取り付け方法
KR20100093118A (ko) * 2008-04-24 2010-08-24 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 유도가열 장치의 열화 진단 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5770155A (en) * 1995-11-21 1998-06-23 United Technologies Corporation Composite structure resin cure monitoring apparatus using an optical fiber grating sensor
DE19648031A1 (de) * 1996-11-20 1998-05-28 Axel Dipl Ing Helmerth Meßeinrichtung zur Messung der Temperatur von Walzen zur Verwendung an Walzenmeßgeräten
JP2003057125A (ja) * 2001-08-09 2003-02-26 Mitsubishi Cable Ind Ltd 光ファイバ温度センサヘッド
JP2005150142A (ja) * 2003-11-11 2005-06-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 接合方法と接合装置
JP2006177780A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ温度センサ、温度センサシート及び温度測定方法
WO2009123273A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板の材質保証システムおよびその設備
CN100551569C (zh) * 2008-06-20 2009-10-21 浙江大学 热轧带钢温度测量装置
CN201402186Y (zh) * 2009-04-17 2010-02-10 上海宝钢设备检修有限公司 轧机带钢层冷在线多点测温仪支座

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03130530U (ko) * 1990-04-11 1991-12-27
JPH07181086A (ja) * 1993-12-22 1995-07-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ温度センサ
KR20100093118A (ko) * 2008-04-24 2010-08-24 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 유도가열 장치의 열화 진단 장치
JP2009281789A (ja) 2008-05-20 2009-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 温度計測装置および温度計測装置の取り付け方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102364685B1 (ko) * 2021-09-09 2022-02-18 (주)바이컴 Dts 기반의 과열 모니터링 장치

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