KR101477067B1 - 센서 및 온도 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 온도 검출에 적합한 센서 부재(1) 및 이 센서 부재에 연결된 연결 라인(11)을 구비한 센서가 제공되며, 상기 연결 라인은 센서 부재(1)보다 더 강한 모니터링 될 공기 흐름(4)에 노출되고, 모니터링 될 공기 흐름의 열을 흡수하여 이 열을 센서 부재에 공급할 목적으로 제공되었다.

Description

센서 및 온도 측정 장치 {SENSORS AND TEMPERATURE MEASUREMENT APPARATUS}
본 발명은 센서 및 온도 측정 장치와 관련이 있다.
온도 측정을 실시하기 위한 장치들은 간행물 DE 2938086 B1호 및 DE 19504572 C2호에 공지되어 있다.
본 발명의 과제는 모니터링 될 공기 흐름의 온도를 측정하기에 적합한 센서를 제공하는 것이다.
센서 부재 및 이 센서 부재에 연결된 연결 라인들이 제공되며, 상기 연결 라인들은 센서 부재보다 더 강한 공기 흐름(4)에 노출된다. 센서 부재는 모니터링 될 공기 흐름으로부터 바람직하게는 충분히 멀리 떨어져 있다.
측정될 열량이 실질적으로는 연결 라인에 의해 센서 부재에 공급됨으로써, 측정 결과는 측정 센서 현장에서의 온도와 일치할 확률이 낮고, 그로 인해 국부적인 측정 결과와 일치할 확률도 낮다. 오히려 온도의 평균값이 측정되며, 이 경우 평균값은 연결 라인이 통과하고 공기 흐름에 의해서 관류되는 바로 그 영역에 걸쳐서 산출된다.
센서 부재는 예를 들어 밀폐되지 않은 또는 밀폐된 NTC-부재(서미스터: thermistor)일 수 있다. NTC는 Negative Temperature Coefficient(부 온도 특성)에 대한 약어다. 추가의 온도 센서들도 고려된다.
센서 부재가 바람직하게는 포인트 센서이기 때문에, 공기 흐름에 노출된 연결 라인들에 의해 가능한 온도 수집은 냉·난방 장치와 같이 다양한 온도의 흐름 성분들을 발생시키는 적용례에 특히 바람직하다.
선호하는 실시 예들이 이하에서 기술된다.
온도 측정의 경우에는 연결 라인들이 유속 밀도를 기준으로 할 때 센서 부재보다 더 강한, 모니터링 될 공기 흐름에 노출된다.
센서는 한 변형 예에서 캐리어를 포함하고, 상기 캐리어는 연결 라인들을 가이드 하기 위한 가이드 장치를 갖는다.
연결 라인은 바람직하게 캐리어의 세로 방향으로 연장된다. 가이드 장치가 바람직하게는 흐름 방향으로 공기 흐름을 통과시킬 수 있음으로써, 대부분의 공기 흐름은 곧바로 연결 라인들에 도달할 수 있다. 공기 흐름들은 바람직하게 실질적으로는 모든 측에서, 특히 바람직하게는 상부 측으로부터 뿐만 아니라 하부 측으로부터도 연결 라인을 순환된다.
상기와 같은 변형 예를 위해서는 센서의 종축과 평행하게 정렬된 세 개 이상의 가이드 면이 적합하다. 이 가이드 면들은 횡단면 상으로 볼 때 센서의 종축에 대하여 수직으로 바람직하게는 방사형(별 모양)으로 정렬되어 있다. 이와 같은 면 배열 상태를 안정화하기 위하여 안정화 부재들이 제공될 수 있으며, 상기 안정화 부재들은 가이드 면에 대하여 수직으로 배치되어 있고, 상기 가이드 면에 고정 연결되어 있다.
연결 라인들은 캐리어 내에 형성된 공동부 내에 배치될 수도 있으며, 상기 공동부는 바람직하게 모니터링 될 공기 흐름을 적어도 부분적으로 통과시킬 수 있다.
가이드 장치는 모니터링 될 공기 흐름에 대하여, 바람직하게는 전류가 센서 부재의 연결 와이어를 세로 방향에 대하여 가로로 순환하도록 정렬되어 있다.
센서 부재는 한 바람직한 변형 예에서 공기 흐름에 의해 적어도 부분적으로 차폐되어 있다. 센서 부재는 바람직하게 공기 흐름 차폐부로서 적합한 챔버 내에 배치되어 있으며, 상기 챔버는 가이드 장치로부터 분리되어 있는데, 다시 말하자면 상기 챔버에는 실질적으로 공기 흐름이 접근할 수 없다. 센서 부재는 차폐부에 의해 전류로부터 충분히 멀리 떨어져 있다.
연결 라인들은 공기 흐름의 열을 흡수하기 위한 수집 부재들이다. 연결 라인들에 의해 흡수된 열은 라인 길이에 걸쳐서 수집된다. 다시 말해, 연결 라인들은 센서 부재에 공급되는 열 흐름의 평균값을 산출하기 위해서 이용된다. 가이드 장치의 길이는 바람직하게는 센서 부재를 수용하기 위한 챔버 길이의 적어도 5배에 달한다.
연결 라인들은 예컨대 구리와 같이 열 전도에 적합한 도전 재료를 포함한다.
센서는 온도 측정 장치 내부에서 사용될 수 있다. 이 경우에는 센서가 바람직하게 캐리어에 고정됨으로써, 연결 라인들이 모니터링 될 공기 흐름의 메인 흐름 방향에 대하여 가로로 정렬되어 있다.
바람직한 실시 예들은 개략적이고 척도에 맞지 않는 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 모니터링 될 공기 흐름의 열을 흡수하여 이 열을 센서 부재에 공급하기에 적합한 연결 라인들 및 센서 부재를 갖는 센서의 횡단면이며,
도 2는 도 1에 따른 센서의 사시도다.
도 1 및 도 2는 센서 부재(1) 및 캐리어(20)를 갖는 센서를 다양한 관점에서 보여주고 있다. 센서 부재(1)에는 두 개의 연결 라인(11)이 연결되어 있다. 연결 라인들(11)은 노출된(naked) 와이어일 수 있다. 연결 라인들(11)은 전기적으로 절연된 와이어일 수도 있다. 상기 연결 라인들은 예를 들어 각각 전기 절연 방식의 얇은 래커 층에 의해서 코팅될 수 있다.
캐리어(20)는 종축을 갖는다. 상기 캐리어는 가이드 장치(22)를 포함하고, 상기 가이드 장치 내부에서는 연결 라인들(11)이 가이드 된다. 상기 가이드 장치는 캐리어의 종축을 따라서 연장되고, 적어도 메인 흐름 방향(메인 흐름 방향은 도 1의 경우에는 위로부터 아래로 진행함)으로 바람직하게는 공기 흐름을 통과시킬 수 있다.
가이드 장치(22)는 세 개의 가이드 면(24)을 포함하고, 상기 가이드 면들은 센서의 종축과 평행하게 정렬되어 있다. 가이드 면(24)의 상호 마주보는 에지들 사이에는 방사 방향으로 개방된, 연결 라인들을 가이드 하기 위한 가이드 채널이 형성되어 있으며, 상기 가이드 채널은 종축을 따라 연장된다. 가이드 면들(24)은 횡단면 상으로 볼 때 센서의 종축에 대하여 수직으로 방사형으로 정렬되어 있다. 이와 같은 면 배열 상태를 안정화하기 위하여 안정화 부재들(23)이 제공되어 있으며, 상기 안정화 부재들은 가이드 면(24)에 대하여 수직으로 배치되어 있고, 상기 가이드 면들에 고정 연결되어 있다.
가이드 장치(22)는 바람직하게 실질적으로 모든 측에서, 바람직하게는 상대적으로 벽이 얇은 가이드 면들(24)에 의해서 차폐된 영역들에 이르기까지 공기 흐름을 통과시킬 수 있다. 캐리어의 종축은 바람직하게 공기 흐름(4)의 메인 방향에 대하여 수직으로 정렬되어 있다.
캐리어의 정면에는 센서 부재(1)를 수용하기 위한 챔버(21)가 배치되어 있으며, 상기 챔버는 바람직하게 가이드 장치(22)로부터 분리되어 있다.
공기 흐름(4)은 주로 가이드 장치(22)의 영역에서 캐리어를 순환한다. 그와 달리 챔버(21)는 바람직하게 메인 흐름 영역으로부터 떨어져 있다. 심지어 챔버(21)가 공기 흐름에 노출된 경우에도, 센서 부재(1)는 상기 챔버의 벽에 의해서 공기 흐름으로부터 분리되어 있다.
센서 부재는 차폐층에 의해서도 커버될 수 있는데, 상기 차폐층은 연결 라인들의 기본 재료보다 더 낮은 열 전도성을 갖는다. 열 전도 비율은 바람직하게는 적어도 두 배에 달한다. 상기 차폐층 또는 챔버(21)는 바람직하게 센서 부재(1)를 밀폐하기 위해서 이용되고, 유해한 주변 영향들에 대한 보호를 보증해준다.
캐리어(20)는 홀더(25)에 연결되어 있으며, 상기 홀더는 바람직하게 연결 라인들(11)의 전기적인 콘택팅을 위하여 콘택 부재들과 플러그 방식으로 연결된 연결부를 포함한다. 상기 콘택 부재들의 기본 재료는 바람직하게 연결 라인들(11)보다 더 낮은 열 전도 계수를 갖는다. 따라서, 센서 부재(1)로부터 떨어져서 마주한 상기 연결 라인들(11)의 단부에서는 실질적으로 열이 방출되지 않는다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 센서 부재 11: 연결 라인들
20: 캐리어 21: 센서 부재(1)를 수용하기 위한 챔버
22: 연결 라인들(11)을 수용하기 위한 챔버
23: 안정화 부재들 24: 가이드 면들
25: 플러그 4: 공기 흐름

Claims (8)

  1. 모니터링될 공기 흐름(4)의 온도를 측정하기 위한 센서로서,
    온도 검출에 적합한 센서 부재(1),
    상기 센서 부재(1)에 연결된, 상기 공기 흐름(4)에 의해서 순환될 연결 라인들(11), 및
    상기 연결 라인들(11)을 가이드 하기 위한 가이드 장치(22)
    를 가지며, 상기 연결 라인들은 모니터링될 상기 공기 흐름(4)의 열을 흡수하여 이 열을 상기 센서 부재(1)에 공급할 목적으로 제공되고,
    상기 센서 부재(1)는 상기 가이드 장치(22)로부터 분리된(insulated) 챔버(1) 내부에 배치되어 있는, 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    온도 측정의 경우에 상기 연결 라인들(11)은 유속 밀도를 기준으로 할 때 상기 센서 부재(1)보다 더 강한 공기 흐름(4)에 노출되는, 센서.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 장치(22)를 포함하는 캐리어(20)
    를 갖고,
    상기 가이드 장치(22)는 상기 공기 흐름(4)에 의해서 순환되며, 모니터링될 상기 공기 흐름(4)을 흐름 방향으로 통과시킬 수 있는, 센서.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 부재(1)가 공기 흐름으로부터 적어도 부분적으로 차폐된, 센서.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 챔버의 길이는 상기 가이드 장치(22)의 길이의 최대 1/4에 달하는, 센서.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 라인들(11)이 열 전도에 적합한 재료를 함유하는, 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 라인들(11)이 구리를 함유하는, 센서.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 센서를 갖는 온도 측정 장치로서,
    연결 라인들(11)이 공기 흐름(4)의 메인 흐름 방향에 대하여 가로로 정렬된, 온도 측정 장치.
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