KR101607438B1 - 전천일사계용 t형 열전소자를 활용한 센서모듈 - Google Patents
전천일사계용 t형 열전소자를 활용한 센서모듈 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101607438B1 KR101607438B1 KR1020150123818A KR20150123818A KR101607438B1 KR 101607438 B1 KR101607438 B1 KR 101607438B1 KR 1020150123818 A KR1020150123818 A KR 1020150123818A KR 20150123818 A KR20150123818 A KR 20150123818A KR 101607438 B1 KR101607438 B1 KR 101607438B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thermocouple
- type thermoelectric
- sensor module
- thermoelectric element
- insulating member
- Prior art date
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical group [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- -1 Alkyl silicate Chemical compound 0.000 claims description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims description 2
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N dinuclear copper ion Chemical compound [Cu].[Cu] ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H01L35/02—
-
- H01L35/30—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
본 발명은 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈에 관한 것으로;
그 기술구현의 목적은, 써모커플을 형성하는 서로 다른 두 종의 금속선, 예컨대, 동선과 콘스탄탄선의 결선작업 및 그 결선부위의 마감을 위한 별도 용접작업 등을 배제되게 함으로서, 써모모듈의 제조작업을 편리하게 하고, 그에 따라 생산성을 극히 향상시킬 수 있도록 한 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈을 제공함에 있다
따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로는;
전천일사계에 설치 적용되는 서모모듈을 형성시키되;
상기 서모모듈은, 절연부재를 기초로 하여, 절연부재 외측 둘레에 콘스탄탄선을 감김 처리하고, 콘스탄탄선이 감김된 절연부재 외관표면에 1/2 면적범위로 동 도금층을 형성시키며, 상기 감김된 콘스탄탄선의 일측과, 동 도금층의 일측면으로부터 출력선을 더 인출시켜 형성한 써모커플과;
상기 써모커플 일측면에 결합되는 태양 방사에너지 흡수체로서, 동 박판의 전면에 흑체도료를 도포처리하고, 이를 소성로에 투입하여 여 300℃ ~ 400℃ 온도범위로 소성처리 하여 형성한 흑채부재와;
상기 서모커플이 부착 결합되는 마운트가 포함되는 구성하여, 달성된다.
그 기술구현의 목적은, 써모커플을 형성하는 서로 다른 두 종의 금속선, 예컨대, 동선과 콘스탄탄선의 결선작업 및 그 결선부위의 마감을 위한 별도 용접작업 등을 배제되게 함으로서, 써모모듈의 제조작업을 편리하게 하고, 그에 따라 생산성을 극히 향상시킬 수 있도록 한 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈을 제공함에 있다
따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로는;
전천일사계에 설치 적용되는 서모모듈을 형성시키되;
상기 서모모듈은, 절연부재를 기초로 하여, 절연부재 외측 둘레에 콘스탄탄선을 감김 처리하고, 콘스탄탄선이 감김된 절연부재 외관표면에 1/2 면적범위로 동 도금층을 형성시키며, 상기 감김된 콘스탄탄선의 일측과, 동 도금층의 일측면으로부터 출력선을 더 인출시켜 형성한 써모커플과;
상기 써모커플 일측면에 결합되는 태양 방사에너지 흡수체로서, 동 박판의 전면에 흑체도료를 도포처리하고, 이를 소성로에 투입하여 여 300℃ ~ 400℃ 온도범위로 소성처리 하여 형성한 흑채부재와;
상기 서모커플이 부착 결합되는 마운트가 포함되는 구성하여, 달성된다.
Description
본 발명은 전천일사계에 적용되는 센서모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부기온 등 환경변화의 영향을 적게 받도록 하고, 센서 구성부의 온도증감도를 최소화되도록 하며, 아울러, 센서의 출력감도 및 직선성에 있어서 또한 우수한 성능을 발휘되도록 한 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈에 관한 것이다.
태양으로부터 지구를 향해 방사되는 에너지를 일반적으로 일사라 부르며, 이는, 기상관측의 복사량 또는 복사 에너지의 측정에 매우 중요한 역할을 하고 있는 것으로, 이러한, 복사에너지의 측정은 에너지 산업분야에 매우 중요한 기초 관측정보로 활용되고 있으며, 기상 분야뿐만 아니라 농업분야에서도 일사량은 지구환경 및 식물에 지대한 영향을 미치는, 매우 중요한 환경적 요소의 하나로 작용하는 것임을 알 수 있다.
이에, 태양으로부터 방사되는 에너지를 측정하는 수단, 예컨대, 일사의 강도를 측정하는 기구를 우리는 통상 일사계라 칭하며, 이러한, 일사계의 종류를 살펴보면, 이는, 크게 전천일사계와 직달일사계로 분류됨을 알 수 있다.
여기서, 먼저, 상기 전천일사계는 열전쌍(熱電雙)을 이용한 에플리일사계와 바이메탈을 이용한 로비치일사계로 또다시 분류되는 것으로, 이는, 수평하게 놓인 수광면(受光面)을 통해 태양광선과 전체 하늘의 산란 광을 관측하여 일사량을 측정하는 것이다.
또한, 직달일사계는, 수광면(受光面)을 항상 태양광선과 수직 하도록 설치한 상태하에, 직접 태양으로부터 도달하는 일사량을 측정하는 것인바, 이러한 일사계의 종류 중 가장 널리 사용되는 것은 전천일사계이며, 이들은 그 내부로 설치된 일사센서에 의한 감지작용에 의해 1시간 또는 1일 동안의 적산값[積算値]을 측정하게 되는 것이다.
한편, 또 다르게, 상기 일사계에 적용되는, 일사센서는 WMO 규정에 의하여 파장범위가 200 ~ 3000nm이고, 각도 기울기에 있어, 코사인성능 및 응답속도 등에 대한 규정이 있으며, 더욱 중요한 것은, 태양에너지의 전파장대의 빛을 흡수할 수 있어야 하기 때문에 지백 효과의 원리를 이용한 두가지 다른 금속을 연결, 기전력을 출력하여 태양열에 대한 에너지를 W/m2로 변환하여 사용하게 되는 것으로, 이를 통상 열전대 온도계, 즉, 써모커플 또는 써머모듈이라 칭하는 것이며, 이와 같은, 써모커플은, 대한민국 특허청에 선출원 등록(특허 제 1307908호)된 "지표면 도달 일사량 계산을 위한 장치"외 다양한 일사계 등에 널리 적용되고 있는 실정이다.
이에, 상기와 같은 써모커플은, 서로 다른 두 종의 금속선을 이어 순환식 회로를 형성하고, 이로 인해, 두개의 접점에 기온차가 생기고, 기전력(열기전력)이 발생한다는 지백효과 원리에 의하여, 기준점과의 온도차를 전압출력으로 변환 및 환산하여 일사량으로 측정하게 되는 것이며, 이의 측정오차는 통상 0.1-0.25℃ 정도이다.
이와 같은, 써모커플의 종류는 여러 가지가 있으며, 일반적으로 J형과 K형의 써모커플로서 공업분야의 온도측정기로 활용되고 있다.
이런 용도의 써모커플은 2가닥의 도선을 사용하고 있는 간단한 방식에 의해 온도 또는 열전도를 측정한다.
그러나 전천일사계를 구성하는 센서모듈은 태양의 전파장범위의 태양 에너지를 복사해야 하며, 결과로 센서의 출력은 watt 로 환산할 수 있는 기전력으로 변환해 주어야 한다.
도선간에 발생하는 기전력은 매우미소하기 때문에 다수의 도선을 연결하여 좀더 높은 기전력을 발생할 수 있도록 해야 한다. 많은 도선을 결선할 때 각각의 도선을 용접해야 하는데, 쉽게 용접할 수 있는 굵은 도선을 사용하여, 다수를 결선하면 가장 쉬운 방법이 되나, 용접가공에 의한 제품부피의 증가와 함께, 측정정밀도의 저하, 예컨대, 외부기온 등 환경변화에 민감하고, 센서 구성부의 온도 증 감도가 상대적으로 크며, 센서의 출력감도 및 직선성에 있어서 또한 기대 이상의 성능에는 미치지 못하는 문제점을, 항상 상존되게 하는 것이다.
따라서, 정밀도가 우수한 전천일사 센서를 위해서는, 매우 작은 범위로 태양의 빛이 복사되는 것을 측정해야 하는 것이기 때문에, 가능한 센서부를 소형화 해야 하는 것을, 해결해야 할 절실한 과제로 남게 하는 것이다.
따라서, 본 발명은 종래 일사계용 센서장치의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;
본 발명의 목적은, 써모커플을 형성하는 서로 다른 두 종의 금속선, 예컨대, 동선과 콘스탄탄선의 결선작업 및 그 결선부위의 마감을 위한 별도 용접작업 등을 배제되게 함으로서, 써모모듈의 제조작업을 편리하게 하고, 그에 따라 생산성을 극히 향상시킬 수 있도록 한 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 동선과 콘스탄탄선의 결선작업 및 그 결선부위 마감을 위한 별도 용접작업 등을 배제되게 하여, 써모모듈의 형상(부피)을 축소되게 하고, 외부기온 등 환경변화의 영향을 최소화되도록 하며, 아울러 써모모듈 구성부의 온도 증감 또한 작게 하여, 센서의 출력감도 및 직선 성에 있어, 우수한 성능을 발휘할 수 있도록 한 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈을 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적은, 전방사율 및 내열온도가 우수한 SiZrO4, Cr2O3, 산화철계 무기안료 등의 도료를 이용하여, 서모모듈에 적용되는 흑채부재를 형성되게 함으로서, 일사계의 태양 방사에너지를 측정기능을 극히 향상되도록 한 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈을 제공함에 있다.
따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈의 구체적 수단으로는;
일사계에 설치 적용되는 서모모듈을 형성시키되;
상기 서모모듈은, 알루미늄 소재의 절연부재를 기초로 하여, 상기 절연부재 외측 둘레에 콘스탄탄선을 감김 처리하고, 상기 콘스탄탄선이 감김된 절연부재 외관표면에 1/2 면적범위로 동 도금층을 형성시키며, 상기 감김된 콘스탄탄선의 일측과, 동 도금층의 일측면으로부터 출력선을 더 인출시켜 형성한 써모커플과;
상기 써모커플 일측면에 결합되는 태양 방사에너지 흡수체로서, 동 박판의 전면에 흑체도료를 도포처리하고, 이를 소성로에 투입하여 여 300℃ ~ 400℃ 온도범위로 소성처리 하여 형성한 흑채부재와;
상기 흑재부재와 결합된 서모커플이 부착 결합되는 마운트가 포함되는 구성으로 하여, 달성된다.
이상, 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈은, 서모커플을 형성하는 서로 다른 두종류의 금속, 예컨대, 콘스탄탄선은 절연부재의 외관 표면에 감김 처리하고, 또 다른 금속 동(구리)은, 상기 콘스탄탄선이 감김처리된 절연부재의 외관 표면에 1/2 면적범위로 도금처리하여 구성함에 따라, 기존 금속선의 결선작업은 물론 그 결선부위의 마감을 위한 별도 용접작업 등을 배제되게 한 것으로, 이에, 써모모듈의 제조작업을 편리하게 하고, 그에 따라, 생산성을 향상되게 하는 효과를 갖는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈은, 서모커플을 형성하는 서로 다른 두 종류의 금속, 예컨대, 동선과 콘스탄탄선의 결선작업 및 그 결선부위 마감을 위한 별도 용접작업 등을 배제되게 하여, 써모모듈의 형상(부피)을 최소화되도록 한 구성임에 따라, 외부기온 등 환경변화의 영향은 물론 써모모듈 구성부의 온도 증감 또한 작게 하여, 센서의 출력감도 및 직선 성에 있어, 우수한 성능을 발휘되게 하는 효과를 갖는 것이다.
또 다르게, 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈은, 흑채부재를 형성하는 흑채도료의 성분을, 전방사율 및 내열온도가 우수한 SiZrO4, Cr2O3, 산화철계 무기안료 등을 이용함에 따라 일사계의 태양 방사에너지 측정기능을 극히 향상되도록 한 것으로, 이는, 매우 유용한 기대효과를 제공한다.
도 1은 본 발명이 설치 적용된 일사계의 개략 구성도
도 2는 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈의 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈의 결합사시도
도 2는 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈의 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈의 결합사시도
이하, 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈의 바람직한 실시예 구성을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.
이에, 첨부도면을 참고로 하여, 본 발명의 개략적인 구성을 살펴보면;
이는, 일사계(100)에 적용되는 태양방사 에너지 측정 수단으로서, 써모커플(1)과, 흑채부재(2), 그리고, 마운트(3)로 이루어진 써모모듈(200)로 구성된다.
여기서, 상기 일사계(100)는, 태양으로부터 방사되는 에너지를 측정하는 수단, 예컨대, 일사의 강도를 측정하는 기구를 의미하는 것으로, 이는 도 1로 도시된 바와 같이, 외관몸체(101) 상부면에 이중구조의 유리돔(102)이 형성되고, 상기 외관몸체(101) 내측면에 태양 방사에너지 측정에 필요한 다양한 전기장치(도시생략)들이 내설되며, 상기 유리돔(102) 내측면에 본 발명에 따른 써모모듈(200)이 장착되는, 일반적 구성의 전천일사계를 그대로 적용하게 되는 것인바, 따라서, 이러한, 일사계는 일반적인 일사계와 상이함이 없는 동일 구성으로서, 구체적인 도면의 도시와 구성요소의 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 써모모듈(200)은 본 발명의 핵심적인 요지구성으로서, 이러한 써모모듈(200)에 있어, 먼저, 상기 써모커플(1)은, 열전도율이 우수한 알루미늄 소재를 이용하여, 도 2로 도시된 바와 같이, 소형 블럭 형태의 절연부재(11)를 형성하되, 상기 절연부재(11)는 외관 표면에 아노다이징 피막층(111), 예컨대, 알루미늄 소재의 절연부재(11)를 전해액 내에서 양극으로 통전 시키고, 그에 따라 양극에서 발생하는 산소에 의해 절연부재(11) 표면을 산화시켜 전기절연성 및 내식성이 우수한 산화알루미늄 피막, 즉, 도 1의 B부분 확대단면도와 같이 상기 아노다이징 피막층(111)을 형성토록 하며, 재차, 이와 같이, 형성된 절연부재(11)를 기초구성으로 하여, 상기 절연부재(11) 외측둘레에 도 2로 도시된 바와 같이, 콘스탄탄선(12)을 수회 반복적으로 감김 처리하고, 상기 콘스탄탄선(12)이 감김된 절연부재(11) 외관표면에 1/2 면적범위로 구리소재를 이용하여 얇은 박막구조로 도금처리시킨 구성, 즉, 상기 콘스탄탄선(12)에 도포되는 형태로 결합하는 동 도금층(13)을 형성하며, 이후, 상기 절연부재(11)에 감김된 콘스탄탄선(12)의 일측 및 동 도금층(13)의 일측면과 각각 연결되는 구조를 취하며 소정길이로 인출되는 출력선(121)(131)을 더 형성되게 함이 바람직하다.
또한, 상기 써모모듈(200)에 있어, 흑채부재(2)는, 태양 방사 에너지의 흡수체로서, 이와 같은, 흑채부재(2)는 구리소재로 이루어진 얇은 판체 구조의 동 박판(21)을 기초구성으로 하여, 상기 동 박판(21)의 전면에 도 2의 A부분확대도로 도시된 바와 같이, 흑체도료(22)를 도포처리하고, 상기 흑체도료(22)가 도포된 동 박판(21) 일반적인 산업용 소성로에 투입하여 300℃ ~ 400℃ 온도범위로 소성처리 하여 동 박판(21)과 흑체도료(22) 경화 결합되게 함이 바람직하다.
이때, 특히, 본 발명에 적용되는 상기 흑체도료(22)는, 전방사율이 0.94% 이상 우수하고, 내열온도 또한 1500℃ 이상 우수한 도료로서 SiZrO4, Cr2O3 을 주성분으로 하는 산화철계 무기안료를 선택 이용함이 바람직하고, 아울러, 이와 같은, 흑채도료에 이용되는 용제로는, 디메틸에테르(Dimethyl ether), 이소프로판올(Isopropanol), 알킬실리케이트(Alkyl silicate), 알킬지르코네치트(Alkyl zirconates), 에틸실리케이트(Ethyl silicate), 부틸실리케이트(Butyl silicate) 중 어느 하나의 성분을 용제로 사용함이 바람직하다.
끝으로, 상기 써모모듈(200)에 있어, 마운트(3)는, 일사센서를 장착(부착)되게 하여 복사관측을 효율적으로 실행할 수 있도록 하는 수단, 즉, 일사계에 적용되는 통상의 구성인 것인바, 이에, 본 발명에 있어서의 마운트(3)는, 전술한 써모커플(1)을 부착되게 하는 통상의 그것과 상이함이 기능 구성을 갖는 것으로, 이에, 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 상기와 같은 결합구성으로 이루어진 본 발명에 따른, 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈의 상호 결합관계를 살펴보면;
이는, 도 2 또는 도 3으로 도시된 바와 같이, 써모커플(1)의 일측면에 흑채부재(2)를 결합시키고, 상기 흑채부재(2)가 결합된 써모커플(1)의 타측면을 마운트(3) 상부면에 결합되게 하여 써모모듈(200)을 형성하고, 이와 같이, 형성된 써모모듈(200)을 일사계(100)에 마련된, 이중구조의 유리돔(102)에 도 1로 도시된 바와 같이 탑재 구성되게 함으로서, 본 발명에 따른 일사계용 써모모듈을 구현한다.
이때, 써모커플(1)과, 흑채부재(2), 그리고, 마운트(3)의 결합관계는 도전성 접착제 등을 이용하여 결합하게 된다.
따라서, 상기와 같은 결합구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈은, 통상의 일사계 사용관계와 같이, 태양으로부터 방사되는 에너지를 측정하게 되는 것인바, 이에, 본 발명에 따른 일사계용 써모모듈의 출력식은 아래 수학식1 과 같이 산출되는 것이다.(실험실에서 측정 교정시)
A:흑체부재면적, T:절대면적, L:열원의 거리, As:써모커플면적. TO:실내온도
예컨대, A= 3×3㎠, T= 345K, L=60㎝, TO=296K 일 경우;
Ｐ= 0.4×10-2mW, 기전력 E= R×n×P{V}에서, 써모커플 감도, n= 투과율.
R=40V/W, n= 0.5 하면, E= 0.08mV 로서 실험실내 측정한다.
또한, 본 발명에 있어, 흑채부재(2)는 절대온도 T의 흑채부재(2)에서 방사되는 에너지 P는 스테판볼츠만 법칙에 의하여, 절대온도 T의 4제곱에 비례한 식, 예컨대, 아래 수학식 2와 같이 표현되는 것이다.
한편, 또 다르게, 본 발명에 있어서, 절연부재(11)의 외측 둘레로 감김 처리되는 콘스탄탄선(12)은, 그 콘스탄탄선(12)의 굵기와는 상관없이, 필요에 따른 콘스탄탄선(12)의 가변적 감김횟수에 비례하여, 써모모듈(200)의 출력량이 가변 조절되는 것이다.
1 : 써모커플 2 : 흑채부재 3 : 마운트
11 : 절연부재 12 : 콘스탄탄선 13 : 동 도금층
21 : 동 박판 22 : 흑체도료 3 : 마운트
100 : 일사계 200 : 써모모듈
11 : 절연부재 12 : 콘스탄탄선 13 : 동 도금층
21 : 동 박판 22 : 흑체도료 3 : 마운트
100 : 일사계 200 : 써모모듈
Claims (5)
- 일사계(100)에 설치 적용되는 서모모듈(200)을 형성하되;
상기 서모모듈(200)은, 알루미늄 소재로 이루어진 절연부재(11)를 기초 구성으로 하여, 상기 절연부재(11) 외측 둘레에 콘스탄탄선(12)을 감김 처리하고, 상기 콘스탄탄선(12)이 감김된 절연부재(11) 외관표면에 1/2 면적범위로 동 도금층(13)을 형성하며, 상기 감김된 콘스탄탄선(12)의 일측과, 동 도금층(13)의 일측면으로부터 출력선(121)(131)을 더 인출시켜 형성한 써모커플(1);
상기 써모커플(1) 일측면에 결합되는 태양 방사에너지 흡수체로서, 동 박판(21)의 전면에 흑체도료(22)를 도포처리하고, 이를 소성로에 투입하여 여 300℃ ~ 400℃ 온도범위로 소성처리 하여 형성한 흑체부재(2);
그리고, 상기 흑체부재(2)와 결합된 서모커플(1)이 부착 결합되는 마운트(3)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈.
- 제 1항에 있어서;
상기 절연부재(11)는, 외과 표면에 아노다이징 피막층(111)이 형성됨을 특징으로 하는 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈.
- 제 1항에 있어서;
상기 콘스탄탄선(12)은, 절열부재(11) 외측 둘레로 감김 처리됨에 있어, 그 감금횟수가 가변되고, 상기 가변되는 콘스탄탄선(12)의 감금횟수에 비례하여 써모모듈(200)의 출력량이 가변 조절됨을 특징으로 하는 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈.
- 제 1항에 있어서;
상기 흑체도료(22)는, SiZrO4, Cr2O3 을 성분으로 하는 산화철계 무기안료임을 특징으로 하는 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈.
- 제 1항에 있어서;
상기 흑체도료(22)는, 디메틸에테르(Dimethyl ether), 이소프로판올(Isopropanol), 알킬실리케이트(Alkyl silicate), 알킬지르코네치트(Alkyl zirconates), 에틸실리케이트(Ethyl silicate), 부틸실리케이트(Butyl silicate) 중 어느 하나의 성분을 용제로 사용함을 특징으로 하는 전천일사계용 T형 열전소자를 활용한 센서모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150123818A KR101607438B1 (ko) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | 전천일사계용 t형 열전소자를 활용한 센서모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150123818A KR101607438B1 (ko) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | 전천일사계용 t형 열전소자를 활용한 센서모듈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101607438B1 true KR101607438B1 (ko) | 2016-04-11 |
Family
ID=55800691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150123818A KR101607438B1 (ko) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | 전천일사계용 t형 열전소자를 활용한 센서모듈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101607438B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102030940B1 (ko) * | 2018-11-05 | 2019-10-10 | 한국생산기술연구원 | 매듭을 가진 써모커플 실 |
| KR102245242B1 (ko) * | 2020-10-29 | 2021-04-27 | 김태훈 | 태양에너지 저장시스템 |
| CN116191939A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-05-30 | 浙江大学 | 一种全天候无源自供电器件及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080043811A1 (en) | 2006-08-18 | 2008-02-21 | U.S.A. As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Flexible Thin Metal Film Thermal Sensing System |
| US20110277803A1 (en) | 2010-03-19 | 2011-11-17 | Micropen Technologies Corporation | Thermocouple device |
-
2015
- 2015-09-01 KR KR1020150123818A patent/KR101607438B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080043811A1 (en) | 2006-08-18 | 2008-02-21 | U.S.A. As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Flexible Thin Metal Film Thermal Sensing System |
| US20110277803A1 (en) | 2010-03-19 | 2011-11-17 | Micropen Technologies Corporation | Thermocouple device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102030940B1 (ko) * | 2018-11-05 | 2019-10-10 | 한국생산기술연구원 | 매듭을 가진 써모커플 실 |
| WO2020096295A1 (ko) * | 2018-11-05 | 2020-05-14 | 한국생산기술연구원 | 매듭을 가진 써모커플 실 |
| KR102245242B1 (ko) * | 2020-10-29 | 2021-04-27 | 김태훈 | 태양에너지 저장시스템 |
| WO2022092665A1 (ko) * | 2020-10-29 | 2022-05-05 | 김태훈 | 태양에너지 저장시스템 |
| CN116191939A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-05-30 | 浙江大学 | 一种全天候无源自供电器件及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bathgate et al. | A robust convection cover material for selective radiative cooling applications | |
| KR101607438B1 (ko) | 전천일사계용 t형 열전소자를 활용한 센서모듈 | |
| US20140314118A1 (en) | Blackbody function | |
| CN107543618A (zh) | 基于柔性薄膜热电堆的圆箔式辐射热流测量装置 | |
| Singh et al. | Inverse heat transfer technique for estimation of focal flux distribution for a concentrating photovoltaic (CPV) square solar parabola dish collector | |
| Ulmer et al. | Calibration corrections of solar tower flux density measurements | |
| Bohorquez et al. | A new and inexpensive temperature-measuring system: Application to photovoltaic solar facilities | |
| Reddy et al. | In-situ prediction of focal flux distribution for concentrating photovoltaic (CPV) system using inverse heat transfer technique for effective design of receiver | |
| US3355589A (en) | Constant sensitivity differential radiometer | |
| Jovanovic et al. | Temperature measurement of photovoltaic modules using non-contact infrared system | |
| Hao et al. | Spaceborne radiance temperature standard blackbody for Chinese high-precision infrared spectrometer | |
| CN102901867A (zh) | 一种单独热路热敏式太赫兹功率探头 | |
| CN212030747U (zh) | 红外热成像设备的检测系统 | |
| Ozemoya et al. | Factors impacting on the surface temperature of a PV panel | |
| Wang et al. | Infrared thermal detector array using Eu (TTA) 3-based temperature sensitive paint for optical readable thermal imaging device | |
| CN202196029U (zh) | 发射系数测量仪 | |
| Mokhtar et al. | A model for improved solar irradiation measurement at low flux | |
| CN203772418U (zh) | 非制冷长波红外探测器用吸收层结构 | |
| CN112985339A (zh) | 一种基于辐射制冷原理测量井深度的装置及方法 | |
| Kendall Sr | The JPL standard total-radiation absolute radiometer | |
| KR101816084B1 (ko) | 발전소자를 이용한 전천일사계용 센서장치 | |
| US8157438B2 (en) | Method and apparatus for generating electricity using ambient heat | |
| Pinto et al. | Outdoor thermal performance of photovoltaic devices with enhanced daytime radiative cooling glass | |
| Shafa et al. | Low cost pyranometer for broad range and its credibility check with standard pyranometer | |
| Kwikkers | Two thick film thermal sensors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190305 Year of fee payment: 4 |