KR101428893B1 - Wire mesh having thermochromic liquid crystal and temperature measuring method with the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 열변색 격자망은 공간부가 형성된 격자망과, 격자망의 외면에 배치된 흑색안료층과, 흑색안료층에 배치된 감온변색 액정층을 포함하며, 공간부는 유체가 유출입할 수 있도록 복수 개가 형성된다.
본 발명에 따른 열변색 격자망을 이용한 유동장 온도 측정방법은 열변색 격자망을 유동장내 배치하는 S1단계와, S1단계에서 배치된 열변색 격자망으로부터 이격하여 광원 및 감광소자를 배치하는 S2단계와, S2단계에서 배치된 감광소자로부터 열변색 격자망의 색상을 감지하여 온도로 변환하는 S3단계를 포함한다.
본 발명에 따른 열변색 격자망 및 이를 이용한 유동장 온도측정방법은 격자방에 액상의 감온변색 액정을 도포하여 측정하고자 하는 유동단면에 설치할 수 있도록 함으로써 유량의 변화 유동장의 측정 위치에 구애받지 않고 유동의 방해를 최소화하여 온도분포를 측정할 수 있는 효과가 있다. The thermochromic lattice network according to the present invention includes a lattice network formed with spaces, a black pigment layer disposed on the outer surface of the lattice network, and a thermochromic liquid crystal layer disposed on the black pigment layer. A plurality of these are formed.
A method for measuring a flow field temperature using a thermal coloring lattice network according to the present invention includes a step S1 of arranging a thermal coloring lattice network in a flow field, a step S2 of disposing a light source and a light- , And a step S3 of sensing the hue of the thermochromic lattice network from the light-sensitive elements disposed in the step S2 and converting the hue into a temperature.
The heat discoloration grating network according to the present invention and the method of measuring the flow field temperature using the method can be applied to the flow cross-section to be measured by applying the liquid-phase thermochromic liquid crystal to the lattice chamber, thereby changing the flow rate. The disturbance can be minimized and the temperature distribution can be measured.

Description

열변색 격자망 및 이를 이용한 유동장 온도측정방법{WIRE MESH HAVING THERMOCHROMIC LIQUID CRYSTAL AND TEMPERATURE MEASURING METHOD WITH THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thermochromic lattice network and a flow field temperature measurement method using the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 > [0002]

본 발명이 속하는 기술분야는 열변색 격자망과 이를 이용한 온도측정방법에 관한 것으로, 구체적으로 감온변색 액정이 도포된 격자망과 이를 이용하여 온도를 측정하는 방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermochromic lattice network and a temperature measuring method using the same, and more particularly, to a lattice network coated with a thermochromic luminescent liquid crystal and a method for measuring temperature using the same.

감온변색 액정(Thermochromic Liquid Crystals, TLC)을 사용하여 고체물질의 색상을 온도에 따라 변화시키는 기술은 한국등록특허 0915122호, 한국 공개특허 2011-0116679호 등에서 알 수 있듯이 빈번하게 사용되는 것이나, 유동장 내의 온도를 측정하기 위해서는 유동에 저해요소가 되는 위 기술들을 적용하기 어려운 문제가 있었다. Techniques for changing the color of a solid material according to temperature using Thermochromic Liquid Crystals (TLC) are frequently used, as disclosed in Korean Patent No. 0915122 and Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0116679, In order to measure the temperature, there was a problem that it was difficult to apply the above-described techniques, which would be an impediment to the flow.

이러한 문제를 해결하기 위하여 한국 등록특허 0826937호는 감온변색 액정을 캡슐막으로 코팅처리하고, 유체 내에 투입하여 유동장의 온도분포를 측정할 수 있도록 하였다. 그러나 이러한 기술은 투입되는 감온변색 액정의 크기와 농도에 따라 측정의 정확도가 변화되므로, 유체의 양에 따라 적정한 감온변색 액정을 투입하는 것이 어려운 문제였다.
In order to solve this problem, Korean Patent No. 0826937 discloses a method in which a thermochromic liquid crystal is coated with a capsule film and the temperature distribution of a flow field is measured by injecting it into a fluid. However, since this technique changes the accuracy of the measurement depending on the size and concentration of the inputted thermochromic liquid crystal, it is difficult to input the appropriate thermochromic liquid crystal according to the amount of fluid.

본 발명에 따른 열변색 격자망 및 이를 이용한 유동장 온도측정방법은 유량의 변화, 유동장의 측정 위치에 구애받지 않고 유동의 방해를 최소화하여 온도분포를 측정할 수 있도록 하고자 한다. The heat discoloration grating network and the flow field temperature measuring method using the same according to the present invention are intended to be able to measure the temperature distribution by minimizing disturbance of the flow regardless of the change of the flow rate and the measurement position of the flow field.

본 발명에 따른 열변색 격자망은 공간부가 형성된 격자망과, 격자망의 외면에 배치된 흑색안료층과, 흑색안료층에 배치된 감온변색 액정층을 포함하며, 공간부는 유체가 유출입할 수 있도록 복수 개가 형성된다. The thermochromic lattice network according to the present invention includes a lattice network formed with spaces, a black pigment layer disposed on the outer surface of the lattice network, and a thermochromic liquid crystal layer disposed on the black pigment layer. A plurality of these are formed.

본 발명에 따른 열변색 격자망을 이용한 유동장 온도 측정방법은 열변색 격자망을 유동장내 배치하는 S1단계와, S1단계에서 배치된 열변색 격자망으로부터 이격하여 광원 및 감광소자를 배치하는 S2단계와, S2단계에서 배치된 감광소자로부터 열변색 격자망의 색상을 감지하여 온도로 변환하는 S3단계를 포함한다.
A method for measuring a flow field temperature using a thermal coloring lattice network according to the present invention includes a step S1 of arranging a thermal coloring lattice network in a flow field, a step S2 of disposing a light source and a light- , And a step S3 of sensing the hue of the thermochromic lattice network from the light-sensitive elements disposed in the step S2 and converting the hue into a temperature.

본 발명에 따른 열변색 격자망 및 이를 이용한 유동장 온도측정방법은 격자방에 액상의 감온변색 액정을 도포하여 측정하고자 하는 유동단면에 설치할 수 있도록 함으로써 유량의 변화 유동장의 측정 위치에 구애받지 않고 유동의 방해를 최소화하여 온도분포를 측정할 수 있는 효과가 있다.
The heat discoloration grating network according to the present invention and the method of measuring the flow field temperature using the method can be applied to the flow cross-section to be measured by applying the liquid-phase thermochromic liquid crystal to the lattice chamber, thereby changing the flow rate. The disturbance can be minimized and the temperature distribution can be measured.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열변색 격자망의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열변색 격자망의 다른 실시예이다.
도 3은 도 1에 도시된 열변색 격자망을 이용하여 유동장의 온도측정방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 열변색 격자망을 이용하여 유동장의 온도측정방법을 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a heat discoloration lattice network according to an embodiment of the present invention.
2 is another embodiment of a thermal coloring lattice network according to another embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a method of measuring a temperature of a flow field using the heat discoloration grating network shown in FIG.
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a method of measuring a temperature of a flow field using the heat discoloration grating network shown in FIG. 3. FIG.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 열변색 격자망 및 이를 이용한 유동장 온도측정방법에 관하여 구체적으로 설명하겠다. Hereinafter, a thermal coloring lattice network according to the present invention and a flow field temperature measuring method using the same will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열변색 격자망의 개념도이며, 도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열변색 격자망의 다른 실시예이다.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a thermal coloring lattice network according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is another embodiment of a thermal coloring lattice network according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 열변색 격자망은 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 공간부(111)가 형성된 격자망(110)과, 제 1 공간부(111)에 대응하는 제 2 공간부(112)가 형성되어 격자망(110) 상에 배치되는 흑색안료층(120) 및 제 2 공간부(112)에 대응하는 제 3 공간부(113)가 형성되어 흑색안료층(120) 상에 배치되는 감온변색 액정층(130)이 적층되어 구성된다.
1, the thermal coloring lattice network according to the present invention includes a grid 110 having a first space 111 and a second space 112 corresponding to the first space 111, A black pigment layer 120 disposed on the grid 110 and a third space 113 corresponding to the second space 112 are formed on the black pigment layer 120, And a liquid crystal layer 130 are stacked.

격자망(110)은 열변색 격자망(100)의 지지구조물에 해당되는 것으로, 유체의 유동에 저항을 최소한으로 발생시키기 위하여 유체가 유출입 할 수 있도록 제 1 공간부(111)가 복수개 형성된 형태로 형성된다. The lattice network 110 corresponds to a support structure of the thermal coloring lattice network 100 and includes a plurality of first space parts 111 for allowing a fluid to flow in and out in order to minimize resistance to the flow of the fluid. .

본 실시예에 따른 격자망(110)은 도 1과 같이 얇은 와이어가 가로, 세로로 배열된 형태로 형성되나, 반드시 이러한 형태에 국한되는 것은 아니며 유체의 유동에 저항을 발생시키지 않도록 공간부(111)를 구성하는 한 다양한 형태로 형성될 수 있다. The lattice network 110 according to the present embodiment is formed in such a manner that the thin wires are arranged in the horizontal and vertical directions as shown in Fig. 1. However, the lattice nets 110 are not limited to this form, ) May be formed in various forms.

흑색안료층(120)의 흑색안료층(120)에 배치된 감온변색 액정층(130)의 색상을 보다 명확하게 표시할 수 있도록 외부로 복사되는 다양한 파장의 빛을 흡수하여 감온변색 액정층(130) 만의 색을 감지할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. Absorbing light of various wavelengths radiated outward so that the color of the thermochromic discoloration liquid crystal layer 130 disposed on the black pigment layer 120 of the black pigment layer 120 can be more clearly displayed, ) To detect the color of the image.

감온변색 액정층(130)은 감온변색 액정을 주성분으로 흑색안료층(120)에 도포된 층으로 주변의 온도에 따라 색상을 변화시켜 열변색 격자망(100)이 배치된 환경의 온도를 측정할 수 있게 된다. 이러한 감온변색 액정은 일반적으로 공지된바 이에 관하여 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
The thermochromic discoloration liquid crystal layer 130 is a layer coated on the black pigment layer 120 with the thermochromic discoloration liquid crystal as a main component and changes the color according to the surrounding temperature to measure the temperature of the environment in which the discoloration lattice network 100 is disposed . Such a thermochromic discoloration liquid crystal is generally known, and a detailed description thereof will be omitted.

도 1의 실시예의 경우 격자망(110), 흑색안료층(120) 및 감온변색 액정층(130) 만으로 구성되나, 실시예에 따라 감온변색 액정층(130)의 손상을 방지하는 코팅층이 더 배치될 수 있으며, 이때 배치되는 코팅층은 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
In the embodiment of FIG. 1, only the lattice network 110, the black pigment layer 120 and the thermochromic liquid crystal layer 130 are formed. However, according to the embodiment, the coating layer for preventing damage to the thermochromic liquid crystal layer 130 is further disposed And the coating layer disposed at this time is preferably made of a transparent material.

아울러 열변색 격자망(100)이 설치되는 장소에 따라 격자망(100)은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도 2를 참조하면 핵연료 다발이 배치된 냉각수의 온도 등을 측정하기 위해서는 핵연료 다발이 관통될 수 있도록 구조물삽입공(114)이 더 형성될 수도 있다.
2, in order to measure the temperature of the cooling water in which the nuclear fuel bundle is disposed, the bundle of nuclear fuel is passed through the lattice nets 100, A structure insertion hole 114 may be further formed.

상술한 열변색 격자망(100)을 이용하여 유동장의 온도를 측정하는 방법을 열변색 격자망을 이용하여 유동장의 온도측정방법을 도시한 순서도인 도 3 및 열변색 격자망을 이용하여 유동장의 온도측정방법을 도시한 개념도인 도 4를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.
The method of measuring the temperature of the flow field using the above-described heat-coloring lattice network 100 is described with reference to FIG. 3, which is a flowchart showing a method of measuring the temperature of the flow field using a thermochromic lattice network, Referring to FIG. 4, which is a conceptual diagram illustrating a measurement method, the following will be described.

열변색 격자망(100)을 이용하여 유동장 내의 온도를 측정하는 방법은 유동장내 열변색 격자망을 배치하는 S1단계와, 배치된 열변색 격자망(100)으로 부터 이격하여 광원(200) 및 감광소자(300)를 배치하는 S2단계와, 감광소자(300)에서 감지된 열변색 격자망(100)의 색상을 온도로 변환하는 S3단계를 통하여 이루어진다.
The method of measuring the temperature in the flow field using the thermal coloring lattice network 100 includes a step S1 of arranging a thermal coloring lattice network in the flow field and a step of separating the light source 200 and the photosensitive A step S2 of disposing the element 300 and a step S3 of converting the hue of the thermal coloring lattice network 100 sensed by the photosensitive element 300 into a temperature.

열변색 격자망(100)을 배치하는 S1단계는 유동장 내에 열변색 격자망(100)을 배치하는 것으로, 유동장 내에 구조물이 배치된 경우 도 2와 같이 구조물 삽입공(114)이 형성된 경우 열변색 격자망(100)을 이용하는 것이 바람직하다. In the step S1 of arranging the thermal coloring lattice network 100, the thermal coloring lattice network 100 is disposed in the flow field. When the structure is disposed in the flow field, when the structure insertion hole 114 is formed as shown in FIG. 2, It is preferable to use the net 100.

열변색 격자망이 배치되면 열변색 격자망(100)으로부터 이격하여 광원(200) 및 감광소자(300)다. 광원(200)은 LED, CCF 등 다양한 광원이 사용될 수 있으나, 복사되는 빛은 백색광인 것이 바람직하다. 즉, 감광소자(300)에서 감온변색 액정층(130)의 색상을 왜곡 없이 감지할 수 있도록 가시광선 전 영역의 파장에 있어 단위 파장당 빛에너지가 동일한 백색광이 복사되는 광원(200)을 사용하는 것이 바람직하다. When the thermal coloring lattice network is disposed, the light source 200 and the light-sensitive device 300 are spaced apart from the thermal coloring lattice network 100. As the light source 200, various light sources such as LED and CCF may be used, but the light to be copied is preferably white light. That is, the light source 200 in which the white light having the same light energy per unit wavelength is copied in the wavelength range of the entire visible light region so that the color of the thermochromic liquid crystal layer 130 can be detected without distortion in the light-sensitive element 300 .

감광소자(300)는 감온변색 액정층(130)의 색상을 감지하는 것으로 일반적으로 사용되는 CCD, CMOS 등으로 이루어진 카메라등이 사용되며, 반드시 CCD, CMOS 등에 국한되지 않으며, 감온변색 액정층(130)의 색상을 감지할 수 있는 한 다양한 감광소자(300)가 사용될 수 있다. The photosensitive element 300 senses the color of the thermochromic liquid crystal layer 130 and is typically a CCD or CMOS camera or the like and is not necessarily limited to a CCD or a CMOS. A variety of light-sensitive elements 300 may be used.

감광소자(300)에서 감온변색 액정층(130)의 색상을 감지한 경우, 색상에 따른 온도 사이의 관계를 확인하여 온도로 변환하는 S3단계를 통하여 유동장의 온도분포를 확인할 수 있다.
When the color of the thermosensitive coloring liquid crystal layer 130 is sensed in the photosensitive element 300, the temperature distribution of the flow field can be confirmed through S3 in which the relationship between the temperatures depending on the color is confirmed and converted to a temperature.

본 발명에 따른 열변색 격자망(100)은 감온변색 액정층(130) 내의 감온변색 액정의 수량, 밀도 등에 따라 온도에 따른 색상 변화가 다르게 발생될 수 있다. 따라서 바람직하게는 정해진 온도, 즉 사용자가 알고 있는 온도에서 열변색 격자망(100)을 노출시키고, 색상의 변화를 감지하여 온도와 열변색 격자망(100)의 온도 변화 사이의 관계를 보정하는 것이 바람직하다. The color change of the thermal coloring lattice network 100 according to the present invention may be different depending on the quantity, density, etc. of the thermochromic liquid crystal layer in the thermochromic liquid crystal layer 130. Therefore, it is preferable to expose the thermochromatic lattice network 100 at a predetermined temperature, that is, a temperature that the user knows, and to correct the relationship between the temperature and the temperature change of the thermochromic lattice network 100 by detecting a change in color desirable.

따라서 앞에서 설명한 열변색 격자망을 이용한 유동장을 측정하기에 앞서 정해진 온도로 유지된 환경에 열변색 격자망(100)을 배치하고, 광원(200) 및 감광소자(300)를 배치하여 열변색 격자망(100)의 색상과 정해진 온도 사이의 관계를 보정하는 S0단계를 수행하는 것이 보다 바람직하다.
Therefore, the heat discoloration grating network 100 is disposed in an environment maintained at a predetermined temperature before the flow field is measured using the heat discoloration grating network described above, and the light source 200 and the light sensitive device 300 are disposed, It is more preferable to perform the S0 step of correcting the relationship between the hue of the image forming apparatus 100 and the predetermined temperature.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are for the purpose of describing rather than limiting the technical spirit of the present invention, and it is apparent that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 열변색 격자망
110 : 격자망
111 : 제 1 공간부
112 : 제 2 공간부
113 : 제 3 공간부
114 : 구조물삽입공
120 : 흑색안료층
130 : 감온변색 액정층100: Thermal discoloration lattice network
110: grid network
111: first space portion
112: second space part
113: third space part
114: Structure insertion hole
120: black pigment layer
130: Thermochromic liquid crystal layer

Claims (5)

유체가 유출입할 수 있는 제 1 공간부(111)가 형성된 격자망(110);
상기 제 1 공간부(111)에 대응하는 제 2 공간부(112)가 형성되어 상기 격자망(110) 상에 배치되는 흑색안료층(120); 및
상기 제 2 공간부(112)에 대응하는 제 3 공간부(113)가 형성되어 상기 흑색안료층(120) 상에 배치되는 감온변색 액정층(130)을 포함하며,
상기 제 1 공간부(111), 상기 제 2 공간부(112), 및 상기 제 3 공간부(113) 각각은 복수 개가 형성되고 상기 격자망(110), 상기 흑색안료층(120), 및 상기 감온변색 액정층(130)이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 열변색 격자망.
A lattice network 110 having a first space part 111 through which a fluid can flow;
A black pigment layer 120 having a second space 112 corresponding to the first space 111 and disposed on the lattice network 110; And
And a thermochromic liquid crystal layer 130 formed on the black pigment layer 120 by forming a third space part 113 corresponding to the second space part 112,
A plurality of the first space part 111, the second space part 112 and the third space part 113 are formed and the lattice network 110, the black pigment layer 120, And the thermochromic discoloration liquid crystal layer (130) are laminated.
제1항에 있어서,
상기 감온변색 액정층(130)의 외면에는 상기 감온변색 액정층(130)을 보호하는 투명 코팅층이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 열변색 격자망.
The method according to claim 1,
And a transparent coating layer for protecting the thermochromic discoloration liquid crystal layer (130) is disposed on the outer surface of the thermochromic discoloration liquid crystal layer (130).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열변색 격자망에는 유동장내 구조물이 삽입될 수 있도록 구조물삽입공(114)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열변색 격자망.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thermochromic lattice network further comprises a structure insertion hole (114) for inserting a fluid intestinal structure.
제1항 또는 제2항에 따른 열변색 격자망(100)을 유동장내 배치하는 S1단계;
상기 S1단계에서 배치된 열변색 격자망(100)으로부터 이격하여 광원(200) 및 감광소자(300)를 배치하는 S2단계;
상기 S2단계에서 배치된 감광소자(600)로부터 상기 열변색 격자망(100)의 색상을 감지하여 온도로 변환하는 S3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열변색 격자망을 이용한 유동장 온도측정방법.
(S1) of arranging the thermochromic lattice network (100) according to any one of claims 1 to 3 in a flow field;
(S2) of disposing the light source (200) and the light-sensitive element (300) apart from the thermochromic lattice network (100) arranged in the step S1;
Detecting the hue of the thermal coloring lattice network (100) from the light-sensitive element (600) disposed in step S2 and converting the temperature to a temperature; and measuring the flow field temperature using the thermal coloring lattice network.
제4항에 있어서,
상기 S1단계를 수행하기 전 정해진 온도로 유지된 환경에 열변색 격자망(100)을 배치하고, 광원(200) 및 감광소자(300)를 배치하여 열변색 격자망(100)의 색상과 정해진 온도 사이의 관계를 보정하는 S0단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열변색 격자망을 이용한 유동장 측정방법.

5. The method of claim 4,
The thermal coloring lattice network 100 is disposed in an environment maintained at a predetermined temperature before performing the step S1 and the light source 200 and the light sensitive device 300 are arranged to set the color of the thermal coloring lattice network 100 to a predetermined temperature (S0) for correcting the relationship between the flow rate of the gas and the temperature of the gas.

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