KR101369833B1 - A Overheat Prevnting Sesnser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과열이 예상되는 장치의 국부적인 과열을 정확하게 측정할 수 있으며, 유체관의 곡률반경의 10배 이하로 굴곡시킬 수 없었던 종래의 선형센서의 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 소결된 세라믹 비드 자체를 분쇄 및 파쇄하지 않고 그대로 사용함으로써 과열방지 센서가 가지는 성능의 신뢰성을 높일 수 있고 재현성이 크게 좋아지는 장점이 있다.The present invention can accurately measure the local overheating of a device that is expected to overheat, and solves the problem of the conventional linear sensor that could not be bent below 10 times the radius of curvature of the fluid tube, as well as the sintered ceramic beads itself. By using it as it is without crushing and crushing, it is possible to increase the reliability of the performance of the overheat prevention sensor and greatly improve the reproducibility.
Description
본 발명은 송유관 등의 폭발성 유체관과 같이 이상과열이 예상되는 시설 및 장치에 있어서, 복수의 지점에서 과열을 동시에 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 음저항 계수를 가지는 복수의 세라믹 비드를 열기전력을 발생시키는 이종의 합금선으로 병렬 연결하여 구성함으로써 복수의 지점에서 발생하는 과열을 정확하게 측정할 수 있음은 물론 측정 대상물이 유체관인 경우, 그 곡률반경의 10배 이하로 굴곡시킬 수 없었던 종래의 선형센서의 문제점을 해결할 수 있는 과열방지 센서에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus capable of simultaneously measuring overheating at a plurality of points in a facility and an apparatus in which abnormal overheating is expected, such as an explosive fluid pipe such as an oil pipeline. More specifically, by forming a plurality of ceramic beads having a negative resistance coefficient in parallel by connecting different types of alloy wires for generating thermoelectric power, it is possible to accurately measure overheating occurring at a plurality of points, as well as when the measurement object is a fluid tube. In addition, the present invention relates to an overheat prevention sensor that can solve the problem of the conventional linear sensor that could not be bent at less than 10 times its radius of curvature.
잘 알려진 바와 같이, 송유관 등의 폭발성 유체관은 과열로 인해 사고가 발생하게 되면 정유소의 가동을 멈추어야 하는 등 천문학적인 손실이 발생할 수 있다. 이러한 사고는 계측 기술의 발달을 통해서 줄이고자 하는 노력이 꾸준히 가해지고 있으나, 오늘날 플랜트 사업이 활발해지고 복잡해 지고 있기 때문에 관련 사고는 계속해서 늘어나고 있는 추세이다. As is well known, explosive fluid pipes, such as oil pipelines, may cause astronomical losses, such as having to shut down a refinery if an accident occurs due to overheating. Efforts have been made to reduce these accidents through the development of measurement technology. However, related accidents continue to increase because the plant business is becoming more active and complex.
하기의 표 1에서는 1960년대부터 2003년까지 폭발성 유체관의 사고별 종류를 구체적으로 보여주고 있다.
Table 1 below shows the types of accidents of the explosive fluid pipes from 1960 to 2003 in detail.
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 대부분의 사고가 화재나 폭발로 일어나고 있으며, 관련된 시설공장이 대부분 대규모이기 때문에 이러한 대형사고가 일어나면 피해는 막대한 규모로 발생하고, 인명사고로 이어지는 경우가 많다. 또한 많은 비율의 사고가 과열로 인한 화재 및 폭발로 발생하기 때문에 이상 과열이 발생하는 것을 정확하게 계측할 수 있는 수단이 사고 방지를 위해서 반드시 필요하다.As shown in Table 1, most accidents are caused by fires or explosions, and since the related factories are mostly large, such large-scale accidents occur on a massive scale and often lead to life-saving accidents. In addition, since a large proportion of accidents are caused by fire and explosion due to overheating, a means for accurately measuring the occurrence of abnormal overheating is essential for preventing an accident.
한편, 이와 같은 대형사고를 예방하기 위하여 유체관의 온도를 측정하는 센서가 사용되는데, 상기 센서는 유체관의 단일 지점의 온도를 측정하는 센서이다. 이러한 센서는 조인트부를 유체관에 밀착시킬 수 있기 때문에 유체관을 뚫고 직접 센서 프로브를 유체에 삽입할 수 있다. 따라서, 상기 센서는 유체관을 흐르는 유체의 온도를 매우 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있지만, 이와 같은 센서를 사용하면 유체관에 고압이 발생하는 경우 센서 프로브의 삽입지점으로부터 유체의 누설이 일어나 대형사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.On the other hand, in order to prevent such a large accident is used a sensor for measuring the temperature of the fluid tube, the sensor is a sensor for measuring the temperature of a single point of the fluid tube. Such a sensor can adhere the joint to the fluid tube so that the sensor probe can be inserted directly into the fluid through the fluid tube. Therefore, the sensor has the advantage of being able to measure the temperature of the fluid flowing through the fluid tube very accurately, but when such a sensor is used, if a high pressure is generated in the fluid pipe, fluid leakage occurs from the insertion point of the sensor probe and causes a large accident. There is a problem that can lead to.
또 한편으로, 유체관의 표면 온도를 측정하는 센서가 있는데, 이는 유체관에 클램핑하여 센서 프로브를 유체관에 밀착시키는 방식으로 유체관의 온도를 측정하는 방식이다. 그러나, 이러한 방식으로 유체관을 흐르는 유체의 온도를 측정하면 센서 프로브가 위치한 지점의 온도만을 측정하게 되므로 유체관에서 국부적으로 발생하는 이상 과열 현상을 측정할 수 없는 문제가 있다. 예를 들어, 센서 프로브가 유체관의 상부에 설치된 경우 유체관의 하부에서 발생하는 국부적인 이상 과열은 검출할 수 없을 뿐만 아니라 태양열이나 바람, 비 등과 같은 외부 환경에 의한 유체관의 외벽 온도에 영향을 받는 경우에는 유체관 내부의 유체 온도와의 차이가 큰 온도를 검출하게 되는 문제가 있다.On the other hand, there is a sensor for measuring the surface temperature of the fluid tube, which is a method of measuring the temperature of the fluid tube by clamping the fluid tube in close contact with the fluid probe. However, when measuring the temperature of the fluid flowing through the fluid tube in this way only the temperature of the location where the sensor probe is located, there is a problem that can not measure the abnormal overheat phenomenon that occurs locally in the fluid tube. For example, if a sensor probe is installed on top of a fluid tube, local abnormal overheating that occurs at the bottom of the fluid tube is not only detectable but also affects the outer wall temperature of the fluid tube by external conditions such as solar, wind, or rain. In the case of receiving a problem, there is a problem in that a temperature at which the difference between the fluid temperature inside the fluid pipe is large is detected.
뿐만 아니라, 종래의 센서(즉, 유체관의 내부를 흐르는 유체의 온도를 측정하는 센서)들은 유체관의 길이가 길거나 유체관의 직경이 큰 경우에는 단일 지점의 온도를 측정하는 것으로는 충분한 정보를 얻지 못하는 경우가 있다. 예를 들어, 유체 내에서 국부적인 이상 과열이 발생하는 경우 국부 발열이 발생하는 부위가 센서 프로브의 위치와 차이가 큰 경우에는 검출이 되지 않게 된다. In addition, conventional sensors (i.e., sensors that measure the temperature of the fluid flowing inside the fluid tube) provide sufficient information to measure the temperature of a single point when the length of the fluid tube is long or the diameter of the fluid tube is large. You may not get it. For example, when a local abnormal overheating occurs in the fluid, when a region where the local heat generation occurs is largely different from the position of the sensor probe, it is not detected.
상기와 같은 단일 센서를 사용할 때 발생하는 문제점들은 센서를 복수로 사용하여서 해결할 수 있지만, 이러한 센서를 복수로 사용하게 되면 각 측정 지점마다 온도센서와 신호처리회로를 개별적으로 설치하여야 하며 또한 설치 비용 및 관리에 문제가 발생하였다.Problems that occur when using such a single sensor can be solved by using a plurality of sensors. However, when using a plurality of such sensors, a temperature sensor and a signal processing circuit must be separately installed at each measuring point. Problems with management.
한편, 유체관의 국부 이상 과열현상을 검출하기 위해서 종래에는 온도 검출용 선형센서(Line-shaped sensor)를 사용하였는데, 상기 선형센서는 열기전력을 발생시키는 크로멜(chromel)과 알루멜(alumel)을 일정간격으로 배열하고 이 합금선을 감싸고 있는 세라믹으로 구성된다. 이러한 선형센서는 국내 등록특허공보 등록번호 제10-0962997호(발명의 명칭: 자동 화재감지 소방장치)와 본 특허권자가 2011. 08. 31.자로 특허 출원한 제10-2011-0087593호(발명의 명칭: 자동 화재 감지선용 보빈의 제조방법)에 구체적으로 제시되어 있다.On the other hand, in order to detect a local abnormal overheating of the fluid tube, a linear sensor (temperature-shaped sensor) for temperature detection has been conventionally used. The linear sensor uses chromel and aluminel for generating thermoelectric power. It consists of ceramics arranged at regular intervals and surrounding this alloy wire. Such a linear sensor is registered in Korea Patent Publication No. 10-0962997 (name of the invention: automatic fire detection fire-fighting device) and No. 10-2011-0087593 filed by the patent owner as of August 31, 2011 Name: Method for the manufacture of bobbins for automatic fire detection vessels).
상기 선출원 발명에서 제시하고 있는 선형센서는 유체관의 임의의 지점에 열이 가해지게 되면 음의 저항변화를 나타내는 세라믹의 전기저항이 낮아지게 되고 이에 따라 크로멜선과 알루멜선이 도통하게 되며, 이때 온도의 변화에 비례하는 열기전력이 발생하게 되어 유체관의 이상 과열 현상을 검출하게 된다.In the linear sensor proposed in the above-described invention, when heat is applied to any point of the fluid tube, the electrical resistance of the ceramic, which exhibits a negative resistance change, is lowered, and thus the chromel wire and the aluminum wire become conductive. Thermoelectric power is generated in proportion to the change of, thereby detecting abnormal overheating of the fluid tube.
그러나, 이와 같은 선형센서는 유체관의 국부적인 과열을 검출할 수 있으나, 온도상승에 대한 음의 저항변화를 나타내는 세라믹을 금속관 내에 설치할 때 인발공정을 거치기 때문에 세라믹이 불균일하게 분쇄되거나 분쇄된 세라믹 분말이 불균일하게 배치되어 전기적인 결함을 나타낼 수 있는 문제가 있다. 또한 금속관의 내부에 세라믹이 뷸균일한 분말 형태로 충진되기 때문에 금속관 직경의 10배 이하의 곡률반경으로 굴곡시킬 경우에는 선형센서 자체가 파손될 우려가 있다.
However, such a linear sensor can detect the local overheating of the fluid tube, but the ceramic powder is unevenly crushed or pulverized because it undergoes a drawing process when installing a ceramic in the metal tube that exhibits a negative resistance to temperature rise. There is a problem that this non-uniformly arranged may indicate an electrical defect. In addition, since the ceramic is filled in a uniform powder form inside the metal tube, when bending with a radius of curvature less than 10 times the diameter of the metal tube, the linear sensor itself may be damaged.
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폭발성 유체관 등과 같이 이상 과열 현상으로 인해서 큰 경제적 손실과 인명사고가 예상되는 장치의 온도를 정확하게 측정하여 이상 과열 여부를 신속하게 경고해 줄 수 있는 과열방지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by accurately measuring the temperature of the device which is expected to cause a large economic loss and human life due to abnormal overheating phenomenon, such as explosive fluid pipe to warn you of the abnormal overheating quickly It is an object of the present invention to provide an overheat prevention sensor.
또한, 본 발명은 발열 및 과열이 예상되는 장치 전체의 이상 과열 현상뿐만 아니라 국부 발열을 검출할 수 있고, 열악한 환경에서도 사용할 수 있는 과열방지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide an overheat prevention sensor that can detect local heat generation as well as abnormal overheating phenomenon of the entire apparatus in which heat generation and overheating are expected, and can be used even in a harsh environment.
본 발명은 알루멜선과 크로멜선을 가지는 통상의 폭발성 유체관용 과열방지 센서에 있어서, 상기 알루멜선과 크로멜선에는 음저항 계수를 가지는 복수의 세라믹 비드가 간격을 유지하면서 결합됨을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the overheat protection sensor for explosive fluid tubes having an aluminel wire and a chromel wire, wherein the plurality of ceramic beads having a negative resistance coefficient are coupled to the aluminel wire and the chromel wire while maintaining a gap therebetween.
본 발명은 과열이 예상되는 장치의 국부적인 과열을 정확하게 측정할 수 있으며, 유체관의 곡률반경의 10배 이하로 굴곡시킬 수 없었던 종래의 선형센서의 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 소결된 세라믹 비드 자체를 분쇄 및 파쇄하지 않고 그대로 사용함으로써 과열방지 센서가 가지는 성능의 신뢰성을 높일 수 있고 재현성이 크게 좋아지는 장점이 있다.The present invention can accurately measure the local overheating of a device that is expected to overheat, and solves the problem of the conventional linear sensor that could not be bent below 10 times the radius of curvature of the fluid tube, as well as the sintered ceramic beads itself. By using it as it is without crushing and crushing, it is possible to increase the reliability of the performance of the overheat prevention sensor and greatly improve the reproducibility.
또한, 본 발명은 제작 및 생산 공정이 단순하기 때문에 제품의 단ㆍ장기 재현성을 용이하게 확보할 수 있으며, 생산단가를 대폭 줄일 수 있는 이점이 있다.
In addition, the present invention has the advantage that the short and long-term reproducibility of the product can be easily secured because the production and production process is simple, and the production cost can be greatly reduced.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 과열방지 센서의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 과열방지 센서의 사용상태를 보여주고 있는 도면.1 is a view showing the configuration of the overheat prevention sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state of use of the overheat prevention sensor shown in FIG.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following detailed description, one exemplary embodiment of the present invention will be described in order to accomplish the above-mentioned technical problems. And other embodiments which may be presented by the present invention are replaced by descriptions in the constitution of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 과열방지 센서의 구성을 보여주고 있는 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 과열방지 센서(100)는 음저항 계수(Negative Thermal Coefficient)를 가지는 복수의 세라믹 비드를 구성하고, 상기 세라믹 비드를 열기전력을 발생시키는 이종의 합금선(예를 들어, 크로멜선과 알루멜선)으로 직력 연결하여서 제작된 된 것이다. 이때 상기 세라믹 비드(10)는 일정한 간격을 유지하면서 배열되는 것이 바람직한데, 상기 알루멜선(12)과 크로멜선(14)이 세라믹 비드(10)을 관통하면서 결합된 것이다.1 is a view showing the configuration of the overheat prevention sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the
한편, 상기 세라믹 비드(10)는 도 2와 같이 측정대상(200)에 접촉할 수 있도록 적당한 곡률반경으로 형성되며, 상기 측정대상(200)의 전체 혹은 일부가 과열되면 본 발명의 세라믹 비드(10)의 온도가 상승하게 되고, 과열 설정 온도에서 상기 세라믹 비드(10)의 전기저항이 10kΩ에서 100kΩ 사이의 값을 가짐과 동시에 이종의 합금선인 알루멜선(12)과 크로멜선(14)에서 열기전력이 발생하는 구성으로 되어 있다. 특히, 상기 세라믹 비드(10)는 과열 설정 온도를 120℃로 설정하고, 120℃에서 저항이 10kΩ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이때 상온에서의 저항은 500kΩ 이상으로 설정하는 것이 좋다. 그리고 상기 세라믹 비드(10)는 기본 조성물을 MnO로 설정하고 전이금속산화물(예를 들어, Fe oxide, Co oxide, Ni oxide 등)의 첨가를 최적화하여 과열 설정 온도에 적합한 전기저항 변화를 얻어낼 수 있도록 한다.On the other hand, the
이와 같이 구성된 본 발명의 폭발성 유체관용 과열방지 센서(100)는 측정대상(200)의 이상 과열 현상을 측정하기 위해서 종래의 단일 접촉센서의 단점인 국부 과열에 둔감하다는 문제를 해결하기 위하여 음저항 계수를 가지는 세라믹 비드(10)을 일정간격을 유지하면서 배열한 다음 상기 세라믹 비드(10)의 다중 접촉점 측정을 통해서 해결하였다.The explosion-
또한, 종래의 선형센서(예를 들어, 등록특허 제10-0962997호 및 특허출원 제10-2011-98593호에서 제시하고 있는 선형센서)는 곡률반경의 10배 이하로 굴곡시킬 수 없었던 문제를 본 발명과 같이 세라믹 비드(10)를 일정한 간격으로 배열하여 과열 여부를 측정하기 위한 접촉점으로 활용함으로써 해결할 수 있었다. 즉, 본 발명의 폭발성 유체관용 과열방지 센서(100)는 세라믹 비드(10) 크기의 1/2까지 곡률반경에 대응할 수 있으며, 구체적으로는 직경 1cm 이하의 측정대상(200)에도 적용할 수 있다.In addition, the conventional linear sensor (for example, the linear sensor proposed in Patent No. 10-0962997 and Patent Application No. 10-2011-98593) is a problem that could not be bent to less than 10 times the radius of curvature. Like the invention, it was possible to solve by arranging the
특히, 위에서 언급한 종래의 선형센서는 인발가공 중에 분쇄된 세라믹의 불균일한 배치 및 결함이 생겨서 전기적인 특성이 나빠질 수 있는데 반하여, 본 발명의 폭발성 유체관용 과열방지 센서(100)는 소결된 세라믹 비드(10) 자체를 분쇄 및 파손하지 않고 사용하므로 성능의 신뢰성 및 재현성이 크게 좋아질 수 있다.
In particular, the above-mentioned conventional linear sensor may have poor electrical properties due to uneven arrangement and defects of crushed ceramic during drawing, whereas the
10: 세라믹 비드 12: 알루멜선
14: 크로멜선 100: 과열방지 센서10: ceramic bead 12: aluminel wire
14: chromel wire 100: overheat protection sensor
Claims (2)
상기 알루멜선(12)과 크로멜선(14)에는 음저항 계수를 가지는 복수의 세라믹 비드(10)가 간격을 유지하도록 구성하며, 상기 세라믹 비드(10)는 일정한 간격을 유지하면서 배열되며, 상기 알루멜선(12)과 크로멜선(14)은 상기 세라믹 비드(10)을 관통하면서 결합됨을 특징으로 하는 폭발성 유체관용 과열방지 센서.In the conventional explosion-proof sensor for explosive fluid pipe having an aluminel wire 12 and a chrome wire 14,
A plurality of ceramic beads 10 having negative resistance coefficients are arranged in the aluminel wire 12 and the chrome wire 14 to maintain a gap, and the ceramic beads 10 are arranged while maintaining a constant gap. Line 12 and the chrommel wire 14 is coupled to penetrate through the ceramic bead 10, characterized in that the overheat protection sensor for explosive fluid pipe.
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KR900005172A (en) * | 1988-09-23 | 1990-04-13 | 백중영 | Manufacturing method of contact combustion gas sensor |
KR970011374B1 (en) * | 1994-10-18 | 1997-07-10 | 재단법인 한국표준과학연구원 | Thermoelectric power point zone |
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2012
- 2012-06-29 KR KR1020120070450A patent/KR101369833B1/en active IP Right Grant
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