KR101861549B1 - 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치에 관련되며, 이때 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치는 검사실 온도 및 습도를 포함하는 측정 조건별 열류센서의 고유 열류량을 검출하여 열류센서 교체시 반영하므로, 고유 열류량을 기준으로 측정된 열류량이 연산되어 센서별 열류량 감도 편차에 따른 오차범위가 간단하게 보정되도록 하기 위해 항온항습실(10), 진공패널(20), 진공조절부(30), 셔틀(40), 측정열제공부(50), 제어부(60)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치{Heat flow sensor for inspection of vacuum insulation material Heat flow detection device}
본 발명은 진공단열재 검사용 열류센서 마스터값 검출장치에 관련되며, 보다 상세하게는 진공단열재 진공도, 검사실 온도 및 습도를 포함하는 측정 조건별 열류센서의 고유 열류량을 검출하여 열류센서 교체시 반영하므로, 고유 열류량을 기준으로 측정된 열류량이 연산되어 센서별 열류량 감도 편차에 따른 오차범위가 간다하게 보정되는 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 진공 단열재는 진공 단열성능을 극대화시키기 위해 단열재 내부를 1 mbar이하로 진공처리한 것으로, 기존 폴리스티렌 단열재 대비 단열성능이 약 8배이상 우수하여 건축용, 가전용 단열재로 널리 사용하고 있다.
그러나 진공단열재는 상시 내부 진공압이 유지됨에 따라 내부 잔류 기체 분자 및 미세한 기공에 의해서도 쉽게 단열성이 저하 내지 상실되고, 이러한 초기불량은 육안으로 판별이 불가능하므로, 진공단열재를 취급하는 업체마다 별도의 검사공정을 거쳐 불량품 선별에 많은 노력을 기울이고 있다.
이에 종래에 개시된 단열재 검사장치를 살펴보면 특허공개번호 10-2013-89133호에서, 피측정물과의 접촉을 위한 전면을 구비하는 열류센서와, 열류센서의 가열을 위하여 상기 열류센서의 상부에 설치되는 제1열원, 제1열원의 상부에 배치되는 단열재, 단열재의 상부에 배치되는 제3열원 및 상기 열류센서의 주위에 배치되는 제2열원을 포함하여 구성되어, 신속하고 정확하게 단열재의 단열성능을 검사할 수 있는 기술이 선공개된바 있다.
그러나 상기 종래기술은 단열검사를 신속하고 정확하게 수행하기 위한 기술이나, 단열검사에 적용되는 열류센서 교체에 따른 셋팅에 많은 어려움이 따랐다.
즉, 열류센서는 단열검사시 피검사체에 직접적으로 면접촉되고, 이러한 검사과정이 반복적으로 이루어지다 보니 사용수명이 1 ~ 2개월로 매우 짧고, 이로 인해 현장에서 주기적으로 열류센서를 교체해야 하나, 열류센서의 특성상 제조사별, 생산일자 및 심지어 동일자에 생산되더라도 고유 감도가 서로 상이하여 열류량 측정에 편차가 발생되어, 센서마다 일일이 오차범위를 보정해야 하지만, 오차범위를 판단할 기준이 마땅히 마련되지 못하는 실정이다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 진공단열재 진공도, 검사실 온도 및 습도를 포함하는 측정 조건별 열류센서의 고유 열류량을 검출하여 열류센서 교체시 반영하므로, 고유 열류량을 기준으로 측정된 열류량이 연산되어 센서별 열류량 감도 편차에 따른 오차범위가 간다하게 보정되는 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 항온항습부(12)에 의해 항온, 항습조절되도록 구비되는 항온항습실(10); 상기 항온항습실(10) 내부에 설치되고, 진공조절부(30)에 연결되어 내부 진공도가 조절되도록 구비되는 진공패널(20); 상기 항온항습실(10) 내에서 이송수단에 의해 진공패널(20) 측으로 이동되고, 진공패널(20)과 대응하는 위치에 열류센서(S)가 탈부착되도록 홀더(42)가 구비되는 셔틀(40); 상기 홀더(42)에 로딩된 열류센서(S) 이면으로 측정열을 발산하는 고열원부(52)와, 고열원부(52)의 열손실을 차단하는 항온부(54)로 구성되는 측정열제공부(50); 및 상기 항온항습실(10) 내부 온도 및 습도, 진공패널(20) 내부압력별 열류량을 검출하여 저장 및 출력하도록 구비되는 제어부(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어부(60)는 항온항습실(10) 내부 온도 및 습도, 진공패널(20) 내부압력 중 어느 하나의 항목을 기준으로 그 외 항목조건이 추가되는 경우의 수에 해당하는 항목별로 열류량이 측정되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공조절부(30)는 항온항습실(10) 외부에 설치되어 관로(32)를 통하여 진공패널(20)에 연결되고, 검사항목 중 최저 압력으로 진공패널(20) 내부압력이 설정되어 밸브 잠금력에 의해 압력이 유지되고, 밸브 개방력에 의해 높은 압력으로 진공패널(20) 내부압력이 단계적으로 조절되며 열류량이 측정되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공조절부(30)의 관로(32)는 진공패널(20)에 연결되면서 단속밸브(34a) 및 압력게이지(34b)가 설치되는 주관로(34)와, 주관로(34)에 연결되어 미세조절밸브(36a)에 의해 외기유입으로 진공패널 내부 압력을 조절하는 보조관로(36)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 셔틀(40)은 이송수단에 의해 진공패널(30) 표면에 접촉되어 열류량 측정이 완료되면 원위치로 복귀되고, 이후 진공패널(30) 표면 온도가 설정된 항온으로 복귀되는 동안 제어부(60)에 의해 대기타임을 가지도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 진공단열재 진공도, 검사실 온도 및 습도를 포함하는 측정 조건별 열류센서의 고유 열류량을 검출하여 열류센서 교체시 반영하므로, 고유 열류량을 기준으로 측정된 열류량이 연산되어 센서별 열류량 감도 편차에 따른 오차범위가 간단하게 보정되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치의 압력조절 상태를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치에 의해 검출 조건항목을 나타내는 표.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치에 관련되며, 이때 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치는 검사실 온도 및 습도를 포함하는 측정 조건별 열류센서의 고유 열류량을 검출하여 열류센서 교체시 반영하므로, 고유 열류량을 기준으로 측정된 열류량이 연산되어 센서별 열류량 감도 편차에 따른 오차범위가 간단하게 보정되도록 하기 위해 항온항습실(10), 진공패널(20), 진공조절부(30), 셔틀(40), 측정열제공부(50), 제어부(60)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 항온항습실(10)은 항온항습부(12)에 의해 항온, 항습조절되도록 구비된다. 항온항습실(10)은 격리된 공간으로 형성되어, 온도를 조절하는 항온부와 습도를 조절하는 항습부로 구성되는 항온항습부(12)에 의해 내부 온도 및 습도가 조절되는바, 이때 온도 및 습도는 제어부(60)에 의해 도 2와 같이 검사 항목별로 단계적으로 설정된다.
또한, 본 발명에 따른 진공패널(20)은 항온항습실(10) 내부에 설치되고, 진공조절부(30)에 연결되어 내부 진공도가 가변되도록 구비된다. 진공패널(20)은 실제 검사대상인 진공단열재와 동일하게 형성되는바, 일예로서 외피와, 외피 내부에 수용되는 심재로 구성되고, 외피 저면 또는 측면으로 관로가 연결되어 진공조절부(30)에 의해 진공도가 조절되도록 구비된다.
그리고, 상기 진공조절부(30)는 항온항습실(10) 외부에 설치되어 관로(32)를 통하여 진공패널(20)에 연결되고, 검사항목 중 최저 압력으로 진공패널(20) 내부압력이 설정되어 밸브 잠금력에 의해 압력이 유지되고, 밸브 개방력에 의해 상대적으로(더) 높은 압력으로 진공패널(20) 내부압력이 단계적으로 조절되며 열류량이 측정되도록 구비된다.
일예로서, 도 2와 같이 진공패널(20) 내부 압력을 최저 압력인 200 torr 진공도로 유지한 상태에서, 온도 및 습도 항목별로 설정하여 각 항목별 열류량을 측정하고, 이후 180 torr, 160 torr... 순차적으로 내부 압력을 높이면서 상기와 같이 각 항목별 열류량이 측정된다.
이때, 상기 진공조절부(30)의 관로(32)는 진공패널(20)에 연결되면서 단속밸브(34a) 및 압력게이지(34b)가 설치되는 주관로(34)와, 주관로(34)에 연결되어 미세조절밸브(36a)에 의해 외기유입으로 진공패널 내부 압력을 조절하는 보조관로(36)를 포함하여 구성된다. 단속밸브(34a)는 관로(32)를 단순히 on/off 제어하는 밸브이고, 미세조절밸브(36a)는 니들밸브와 같이 압력미세조절이 가능한 조절밸브로 형성된다. 그리고 주관로(34)는 진공조절부(30)의 진공펌프와 진공패널을 연결하도록 구비되고, 보조관로(36)는 일단이 진공조절부(30)의 진공펌프와 단속밸브(34a) 사이에 연결되고, 타단은 압력게이지(34b)와 진공패널(20) 사이에 연결된다.
이에 상기 진공조절부(30)의 진공펌프에 의해 진공패널(20) 내부 압력을 초기 설정시, 도 2 (a)와 같이 단속밸브(34a)의 on작동으로 주관로(34)를 통하여 진공패널 내부 공기가 배출되어 초기 진공도가 설정되면, 단속밸브(34a) 및 진공펌프가 off작동되어 진공도가 유지되고, 이때 초기 진공도는 검사항목 중 최저 압력 보다 낮게 즉, 도 3과 같이 최저 압력이 200 torr일 경우 210 torr로 설정된 후 단속밸브(34a)가 off작동되고, 이어서 도 2 (b)처럼 미세조절밸브(36a)의 개방으로 외기가 유입되면서 진공패널(20) 내부압력이 서서히 상승되면서 설정된 압력인 200 torr, 180 torr, 160 torr... 순차적으로 조절된다.
이처럼 상기 진공패널(20) 내부압력이 진공조절부(30)에 의해 검사항목 중 최저 압력으로 설정 후, 밸브의 간단한 조작으로 압력이 단계적으로 조절되므로, 진공조절부(30)의 일시적인 가동으로 에너지절감효과와 더불어 밸브에 의한 압력 미세조절로 열류량 검사정밀도가 향상되어 열류량이 보다 정확한 조건에서 측정된다.
또한, 본 발명에 따른 셔틀(40)은 항온항습실(10) 내에서 이송수단에 의해 진공패널(20) 측으로 이동되고, 진공패널(20)과 대응하는 위치에 열류센서(S)가 탈부착되도록 홀더(42)가 구비된다. 셔틀(40)은 실린더, 렉과 피니언을 포함하는 이송수단에 의해 진공패널(20) 상면과 직교하는 상하방향으로 이송된다.
이에 상기 셔틀(40)이 상방향으로 이송된 위치에서 홀더(42)에 열류센서(S)가 로딩되고, 이어서 셔틀(40)이 하방향으로 이송되어 열류센서(S)가 진공패널(20) 상면에 면접촉되어 열류량이 검출된다.
또한, 본 발명에 따른 측정열제공부(50)는 홀더(42)에 로딩된 열류센서(S) 이면으로 측정열을 발산하는 고열원부(52)와, 고열원부(52)의 열손실을 차단하는 항온열원부(54)로 구성된다. 열류센서(S)는 일면이 진공패널(20) 표면에 면접된 상태로 이면의 고열원부(52)에서 발생되는 열이 피측정물인 진공패널(20)을 통하여 열류량을 측정하게 된다.
이에 도 1처럼 상기 열류센서(S) 일면은 외부로 노출되고, 이면에 고열원부(52)가 배치되며, 고열원부(52)는 항온열원부와 단열실을 포함하는 항온부(54)에 의해 보호되어 열류센서(S)와 대응면 이외의 영역으로 열류손실이 긴밀하게 차단된다.
한편, 상기 항온부(54)의 항온열원부와 단열실은 고열원부(52)가 수용되도록 일측이 개방된 용기형으로 형성되어, 단일의 제어부(60)에 의해 온도조절됨에 따라 항온열원부 전체영역(측면, 상면)이 동일한 온도로 제어되어 영역별 온도편차로 인한 검사정밀도 저하현상이 미연에 방지된다.
또한, 본 발명에 따른 제어부(60)는 항온항습실(10) 내부 온도 및 습도, 진공패널(20) 내부압력별 열류량을 검출하여 저장 및 출력하도록 구비된다. 제어부(60)는 측정 조건별 열류량을 항목별로 저장 및 도표형태로 출력하여 열류센서(S)와 함께 제공된다.
이에 진공단열재 생산현장의 검사파트에서 진공단열재 검사장치의 열류센서(S)를 교체시, 열류센서(S)와 함께 제공되는 센서별 고유 열류량 도표를 확인하여 현장의 온도, 습도 및 진공단열재 진공도 값에 해당하는 열류량 값을 장비에 입력하면, 입력된 고유 열류량을 기준으로 측정된 열류량이 연산되어 센서별 열류량 감도 편차에 따른 오차범위가 간단하게 보정된다.
이때, 상기 제어부(60)는 항온항습실(10) 내부 온도 및 습도, 진공패널(20) 내부압력 중 어느 하나의 항목을 기준으로 그 외 항목조건이 추가되는 경우의 수에 해당하는 항목별로 열류량이 측정되도록 구비된다. 일예로서 도 3과 같이 습도 30%기준에서 온도를 4℃, 14℃, 24℃, 34℃로 구분하고, 각 온도영역에서 진공패널(20) 내부 압력이 10 P(mtorr), 100 P(mtorr), 200 P(mtorr), 250 P(mtorr), 350 P(mtorr), 400 P(mtorr), 500 P(mtorr) 조건에서의 항목별 열류량 S(mv)이 측정 및 저장된다. 그리고 도 3과 같이 항목별 열류량 도표는 각각의 열류센서(S)별로 산출되어, 열류센서(S)와 함께 제공된다.
또한, 상기 셔틀(40)은 이송수단에 의해 진공패널(30) 표면에 접촉되어 열류량 측정이 완료되면 원위치로 복귀되고, 이후 진공패널(30) 표면 온도가 설정된 항온으로 복귀되는 동안 제어부(60)에 의해 대기타임을 가지도록 구비된다. 이처럼 제어부(60)에 의해 셔틀(40)이 복귀후 대기타임을 가짐에 따라 이전 열류량 측정과정에서 온도 변화된 진공패널(20) 표면이 초기값 또는 설정된 항온으로 재설절된 후, 다시 열류량 측정과정이 수행되므로 온도변화에 따른 측정정밀도 저하현상이 방지된다.
10: 항온항습실 20: 진공패널
30: 진공조절부 40: 셔틀
50: 측정열제공부 60: 제어부

Claims (5)

  1. 항온항습부(12)에 의해 항온, 항습조절되도록 구비되는 항온항습실(10);
    상기 항온항습실(10) 내부에 설치되고, 진공조절부(30)에 연결되어 내부 진공도가 조절되도록 구비되는 진공패널(20);
    상기 항온항습실(10) 내에서 이송수단에 의해 진공패널(20) 측으로 이동되고, 진공패널(20)과 대응하는 위치에 열류센서(S)가 탈부착되도록 홀더(42)가 구비되는 셔틀(40);
    상기 홀더(42)에 로딩된 열류센서(S) 이면으로 측정열을 발산하는 고열원부(52)와, 고열원부(52)의 열손실을 차단하는 항온부(54)로 구성되는 측정열제공부(50);
    상기 항온항습실(10) 내부 온도 및 습도, 진공패널(20) 내부압력별 열류량을 검출하여 저장 및 출력하도록 구비되는 제어부(60);를 포함하여 이루어지고,
    상기 진공조절부(30)는 항온항습실(10) 외부에 설치되어 관로(32)를 통하여 진공패널(20)에 연결되고, 검사항목 중 최저 압력으로 진공패널(20) 내부압력이 설정되어 밸브 잠금력에 의해 압력이 유지되고, 밸브 개방력에 의해 상대적으로 높은 압력으로 진공패널(20) 내부압력이 단계적으로 조절되며 열류량이 측정되도록 구비되며,
    상기 진공조절부(30)의 관로(32)는 진공패널(20)에 연결되면서 단속밸브(34a) 및 압력게이지(34b)가 설치되는 주관로(34)와, 주관로(34)에 연결되어 미세조절밸브(36a)에 의해 외기유입으로 진공패널 내부 압력을 조절하는 보조관로(36)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치.
  2. 제 1항에 있어서
    상기 제어부(60)는 항온항습실(10) 내부 온도 및 습도, 진공패널(20) 내부압력 중 어느 하나의 항목을 기준으로 그 외 항목조건이 추가되는 경우의 수에 해당하는 항목별로 열류량이 측정되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서
    상기 셔틀(40)은 이송수단에 의해 진공패널(30) 표면에 접촉되어 열류량 측정이 완료되면 원위치로 복귀되고, 이후 진공패널(30) 표면 온도가 설정된 항온으로 복귀되는 동안 제어부(60)에 의해 대기타임을 가지도록 구비되는 것을 특징으로 하는 진공단열재 검사용 열류센서 열류량 검출장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003194648A (ja) 2001-12-28 2003-07-09 Tadahiro Omi 圧力センサ、圧力制御装置及び圧力式流量制御装置の温度ドリフト補正装置
JP2006208257A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Ippei Torigoe 熱伝達特性測定方法および装置

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