KR102257190B1 - Thermal conductivity measurement system and thermal conductivity measurement method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방열패드와 같은 샘플이 열 평형상태가 되도록 샘플의 양측을 각각 냉각시키고 가열하여 샘플이 열 평형에 도달한 상태로 일정시간 유지시킨 후 온도를 측정하여 열전도율을 산출하기 위한 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법에 관한 것이다.
본 발명은 열전도율을 측정하기 위한 샘플의 일측면에 위치되는 하측필러고정부(120)와, 상기 샘플의 타측면에 위치되는 상측필러고정부(130)와, 상기 샘플의 일측면을 가열시키기 위해 발열되는 가열부(160)와, 상기 샘플의 타측면을 냉각시키기 위해 냉각되는 냉각부(170)와, 상기 하측필러고정부(120)의 제1온도와 제2온도를 측정하기 위한 하측온도측정부(180)와, 상기 상측필러고정부(130)의 제3온도와 제4온도를 측정하기 위한 상측온도측정부(190)와, 상기 가열부(160)의 온도를 측정하기 위한 가열온도측정부(200)와, 상기 가열부(160)의 온도를 제어하기 위한 제어부(210)를 포함하는 열전도율 측정기(100)와, 상기 샘플의 열 평형이 되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 동안 열 평형을 유지시킨 후의 시점을 검출하여 상기 샘플의 열전도율을 산출하기 위한 측정서버(500)를 포함하는 열전도율 측정시스템에 있어서, 상기 열전도율 측정기(100)는, 상기 하측필러고정부(120) 및 상기 상측필러고정부(130)를 각각 수용하여 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 샘플이 외부의 공기와 접촉되는 것을 방지하기 위해 진공상태가 되도록 밀폐시키기 위한 하측커버부(140) 및 상측커버부(150)와, 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 샘플의 위치를 고정시키기 위해 상기 상측필러고정부(130)의 높이 내지 수평을 조절하기 위한 모터부(220)를 포함하고, 상기 하측필러고정부(120)는, 상기 샘플의 일측면이 접촉되도록 안착시키면서 상기 샘플의 일측면이 가열되도록 상기 가열부(160)에 의해 가열되며, 상기 상측필러고정부(130)는, 상기 샘플의 타측면에 접촉되기 위해 상기 하측필러고정부(120)와 맞닿도록 밀착되면서 상기 샘플의 타측면이 냉각되도록 상기 냉각부(170)에 의해 냉각되고, 상기 하측커버부(140)의 내측과 상기 하측필러고정부(120) 사이에는, 상기 가열부(160)의 한계에 의해 가열되지 않을 때 상기 하측필러고정부(120)의 온도를 상승시켜 상기 샘플의 일측면에 열을 추가로 전달하기 위한 보조가열재(141)를 포함하며, 상기 상측커버부(150)과 상기 상측필러고정부(130) 사이에는, 높은 열로 인해 상기 냉각부(170)가 손상되지 않도록 보호하기 위한 보온재(151)를 포함한다.The present invention provides a thermal conductivity measurement system for calculating thermal conductivity by measuring the temperature after cooling and heating both sides of the sample so that the sample such as a heat dissipation pad is in a thermal equilibrium state, maintaining the sample in a state in which thermal equilibrium is reached for a certain period of time, and It relates to a method for measuring thermal conductivity using the same.
The present invention includes a lower filler fixing part 120 positioned on one side of the sample for measuring thermal conductivity, an upper filler fixing part 130 positioned on the other side of the sample, and heating one side of the sample. The heating unit 160 that generates heat, the cooling unit 170 cooled to cool the other side of the sample, and the lower side temperature measurement for measuring the first temperature and the second temperature of the lower filler fixing unit 120 . The unit 180, the upper side temperature measuring unit 190 for measuring the third temperature and the fourth temperature of the upper filler fixing unit 130, and the heating temperature measurement for measuring the temperature of the heating unit 160 A thermal conductivity meter 100 including a unit 200 and a control unit 210 for controlling the temperature of the heating unit 160, and a starting point at which the sample becomes thermal equilibrium and thermal equilibrium for a predetermined period of time is maintained In the thermal conductivity measurement system including a measurement server 500 for calculating the thermal conductivity of the sample by detecting the time point after the measurement, the thermal conductivity measuring device 100 includes the lower filler fixing part 120 and the upper filler fixing part The lower cover part for accommodating each of the 130 and sealing the sample positioned between the lower filler fixing part 120 and the upper filler fixing part 130 so as to be in a vacuum state to prevent contact with external air. 140 and the upper cover part 150, and a motor part 220 for adjusting the height or the horizontal of the upper filler fixing part 130 in order to fix the position of the sample according to a preset measurement condition, and , The lower filler fixing part 120 is heated by the heating part 160 so that one side of the sample is heated while seated so that one side of the sample is in contact, and the upper filler fixing part 130 is, The other side of the sample is cooled by the cooling unit 170 so that the other side of the sample is cooled while being in close contact with the lower filler fixing unit 120 in order to come into contact with the other side of the sample, and the inner side of the lower cover unit 140 and between the lower filler fixing part 120, the lower filler fixing part when not heated by the limit of the heating part 160 It includes an auxiliary heating material 141 for additionally transferring heat to one side of the sample by increasing the temperature of the part 120 , and between the upper cover part 150 and the upper filler fixing part 130 . , and an insulating material 151 for protecting the cooling unit 170 from being damaged due to high heat.
Description
본 발명은 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열패드와 같은 샘플이 열 평형상태가 되도록 샘플의 양측을 각각 냉각시키고 가열하여 샘플이 열 평형에 도달한 상태로 일정시간 유지시킨 후 온도를 측정하여 열전도율을 산출하기 위한 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal conductivity measuring system and a method for measuring thermal conductivity using the same, and more particularly, by cooling and heating both sides of the sample so that the sample such as a heat dissipation pad is in a thermal equilibrium state, the sample is constant in a state in which the thermal equilibrium is reached. It relates to a thermal conductivity measuring system for calculating the thermal conductivity by measuring the temperature after maintaining the time, and a thermal conductivity measuring method using the same.
일반적으로 물체의 내부에 있는 열이 분자 운동에 의하여 한 부분에서 그와 인접한 다른 부분으로 차례로 전달되는 현상을 열전도라하고, 열전도에 의하여 전달되는 열량은 열이 전달되는 방향과 수직을 이루는 전열 면적, 시간, 온도차에 비례하게 된다. 이 비례의 정수를 열전도율이라 하고, λkcal/m . h·deg로 나타낸다.In general, the phenomenon in which heat inside an object is sequentially transferred from one part to another adjacent part by molecular motion is called heat conduction, and the amount of heat transferred by heat conduction is the heat transfer area perpendicular to the direction in which the heat is transferred; proportional to the time and temperature difference. The constant of this proportion is called the thermal conductivity, and λkcal/m . It is represented by h·deg.
즉, 열전도율은 뜨거운 면에서 차가운 면으로 판을 통해 전달되는 단위시간당 에너지로, 열의 전달정도를 나타내는 물질에 관한 상수이며, 온도나 압력에 따라 달라지게 된다.That is, thermal conductivity is the energy per unit time transferred through the plate from the hot side to the cold side, and is a constant related to the material representing the degree of heat transfer, and it varies depending on the temperature or pressure.
이러한 열전도율의 측정방식은 열선법(Hot wire method), 열유속법 (Guarded Heat flow method), 열평판법 (Guarded Hot plate method)으로 구분되며 재료의 열전달 능력을 정확히 측정하기 위해 각각의 측정법이 개발되었다.These thermal conductivity measurement methods are divided into a hot wire method, a guarded heat flow method, and a guarded hot plate method, and each measurement method has been developed to accurately measure the heat transfer capability of a material.
종래의 열전도율 측정기는 써큘레이터 방식을 이용함으로 인해 구성이 복잡하고 외형이 커지게 되어 설치 및 운반에 어려움이 발생하는 문제점이 있다.The conventional thermal conductivity meter has a problem in that it is difficult to install and transport because the configuration is complicated and the external shape is large due to the use of a circulator method.
이에, 상기 문제점을 해소하기 위해 등록특허 제10-1715174호(등록일자: 2017년 03월 06일)에 기재된 바와 같이, 가열시 증기가 유발되는 건축물 단열재 시편의 열전도율을 측정하는 장치에 있어서, 상기 시편을 수용하는 챔버와, 상기 챔버의 내부로 전원을 인가하도록 유도되고, 설정된 발열온도를 유지하는 발열수단과, 상기 발열수단에 인접하게 배치된 온도센서로부터 신호를 입력하는 검출수단 및 상기 신호를 입력하여 열전도율을 연산하고 출력하는 제어수단을 포함하며, 상기 발열수단은 고정부에 지지되는 직선부의 양단으로 환형부를 일체의 발열회로로 연결하고, 상기 발열수단의 환형부는 기계적 강도를 보강하면서 설정된 발열량을 발생하도록 꼬임부를 구비하며, 상기 발열수단의 고정부는 환형부의 선상이나 그 중심의 위치로 온도센서의 위치변동을 허용하도록 구성되고, 상기 제어수단은 전원공급기, 증폭기, 전압측정기, 표시기를 마이컴 회로로 연결하고, 외부의 PC와 연계하여 측정된 정보를 처리하고 표시하는 핫와이어를 이용한 열전도율 측정장치를 사용할 수 있다.Accordingly, in order to solve the above problems, as described in Patent Registration No. 10-1715174 (registration date: March 06, 2017), in an apparatus for measuring the thermal conductivity of a building insulation specimen in which steam is induced during heating, the A chamber for accommodating a specimen, a heating means for induced to apply power to the inside of the chamber and maintaining a set heating temperature, a detection means for inputting a signal from a temperature sensor disposed adjacent to the heating means, and the signal and a control means for calculating and outputting the thermal conductivity by input, wherein the heating means connects the annular part to both ends of the straight part supported by the fixed part with an integral heating circuit, and the annular part of the heating means sets the amount of heat generated while reinforcing the mechanical strength and a twisted portion to generate It is possible to use a thermal conductivity measuring device using a hot wire that connects to an external PC and processes and displays the measured information in connection with the PC.
그러나, 상기 등록특허와 같은 종래의 열전도율 측정장치는 다수의 시편의 열전도율을 측정할 때마다 사용자가 온도를 설정해야 하고 열 평형이 되어 일정하게 유지된 온도의 측정 위치를 수동으로 확인하기 때문에 열전도율의 정확한 측정이 어려울 수 있다.However, in the conventional thermal conductivity measuring device such as the registered patent, the user has to set the temperature whenever the thermal conductivity of a plurality of specimens is measured, and the measurement position of the temperature maintained constant due to thermal equilibrium is manually checked. Accurate measurements can be difficult.
이에, 다수의 시편을 미리 설정된 온도로 상승시킨 후 열 평형 상태가 되도록 하여 동일한 조건 내에서 온도를 자동으로 유지시킨 후 열전도율을 측정할 수 있는 방안이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a method capable of measuring thermal conductivity after raising a plurality of specimens to a preset temperature and then automatically maintaining the temperature within the same condition by bringing them to a thermal equilibrium state.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 미리 설정된 온도에 따라 방열패드와 같은 샘플이 열 평형상태가 되도록 샘플의 양측을 각각 냉각시키고 가열하여 샘플이 열 평형에 도달하도록 한 후 유지시켜 온도를 측정하기 위한 위치를 자동으로 검출하고 열전도율을 산출할 수 있는 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법을 제공하는 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, by cooling and heating both sides of the sample so that the sample such as a heat dissipation pad is in thermal equilibrium according to a preset temperature, respectively, to reach thermal equilibrium, and then to maintain the sample An object of the present invention is to provide a thermal conductivity measuring system capable of automatically detecting a position for measuring temperature and calculating thermal conductivity, and a thermal conductivity measuring method using the same.
또한, 샘플을 냉각시키기 위한 열전 소자를 사용하여 냉각온도를 용이하게 조절할 수 있고, 샘플을 가열시키기 위한 세라믹 히터를 사용하여 공간효율을 향상시킬 수 있는 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법을 제공하는 목적이 있다.In addition, a thermal conductivity measuring system capable of easily adjusting the cooling temperature by using a thermoelectric element for cooling the sample, and improving space efficiency by using a ceramic heater for heating the sample, and a method of measuring thermal conductivity using the same There is a purpose.
또한, 미리 샘플의 위치와 냉각 온도와 가열 온도를 지정하여 다수의 샘플이 동일한 측정조건에서 측정할 수 있는 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법을 제공하는 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a thermal conductivity measurement system and a method for measuring thermal conductivity using the same measurement condition for a plurality of samples by designating a sample location, cooling temperature, and heating temperature in advance.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법은, 열전도율을 측정하기 위한 샘플의 일측면에 위치되는 하측필러고정부(120)와, 상기 샘플의 타측면에 위치되는 상측필러고정부(130)와, 상기 샘플의 일측면을 가열시키기 위해 발열되는 가열부(160)와, 상기 샘플의 타측면을 냉각시키기 위해 냉각되는 냉각부(170)와, 상기 하측필러고정부(120)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 제1온도센서(181)와 제2온도센서(182)를 위치시켜 제1온도와 제2온도를 측정하기 위한 하측온도측정부(180)와, 상기 상측필러고정부(130)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 제3온도센서(191)와 제4온도센서(192)를 위치시켜 제3온도와 제4온도를 측정하기 위한 상측온도측정부(190)와, 상기 가열부(160)의 온도를 측정하기 위한 가열온도측정부(200)와, 상기 가열부(160)의 온도를 제어하기 위한 제어부(210)를 포함하는 열전도율 측정기(100)와, 상기 샘플의 열 평형이 되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 동안 열 평형을 유지시킨 후의 시점을 검출하여 상기 샘플의 열전도율을 산출하기 위한 측정서버(500)를 포함하는 열전도율 측정시스템에 있어서, 상기 열전도율 측정기(100)는, 상기 하측필러고정부(120) 및 상기 상측필러고정부(130)를 각각 수용하여 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 샘플이 외부의 공기와 접촉되는 것을 방지하기 위해 진공상태가 되도록 밀폐시키기 위한 하측커버부(140) 및 상측커버부(150)와, 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 샘플의 위치를 고정시키기 위해 상기 상측필러고정부(130)의 높이 내지 수평을 조절하기 위한 모터부(220)를 포함하고, 상기 하측필러고정부(120)는, 상기 샘플의 일측면이 접촉되도록 안착시키면서 상기 샘플의 일측면이 가열되도록 상기 가열부(160)에 의해 가열되며, 상기 상측필러고정부(130)는, 상기 샘플의 타측면에 접촉되기 위해 상기 하측필러고정부(120)와 맞닿도록 밀착되면서 상기 샘플의 타측면이 냉각되도록 상기 냉각부(170)에 의해 냉각되고, 상기 하측커버부(140)의 내측과 상기 하측필러고정부(120) 사이에는, 상기 가열부(160)의 한계에 의해 가열되지 않을 때 상기 하측필러고정부(120)의 온도를 상승시켜 상기 샘플의 일측면에 열을 추가로 전달하기 위한 보조가열재(141)를 포함하며, 상기 상측커버부(150)과 상기 상측필러고정부(130) 사이에는, 높은 열로 인해 상기 냉각부(170)가 손상되지 않도록 보호하기 위한 보온재(151)를 포함한다.
또한, 상기 측정서버(500)는, 상기 열전도율 측정기(100)와 통신하기 위한 서버통신부(510)와, 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 제어부(210)와 상기 모터부(220)로 전송하기 위해 상기 샘플의 열전도율을 측정하기 위한 온도와 상기 샘플의 위치를 입력하여 측정조건을 생성하기 위한 측정조건생성부(520)와, 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 제2온도센서(182)의 제2온도와 상기 제3온도센서(191)의 제3온도를 합산하고 평균값을 산출하여 생성된 샘플의 온도를 누적하여 기록하기 위한 온도기록부(530)와, 상기 온도기록부(530)에 기록된 온도가 일정해져 상기 샘플이 열 평형되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 열 평형이 유지된 지점을 검출하기 위한 열평형검출부(540)와, 상기 검출된 샘플의 열 평형 시작점 및 유지되는 시점에 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)로부터 측정된 각 제1온도 내지 제4온도를 수신받아 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 산출하기 위한 온도차산출부(550)와, 상기 산출된 제1온도 및 제2온도의 온도차와 제3온도 및 제4온도의 온도차를 이용하여 상기 샘플의 열전도율을 산출하기 위한 열전도율산출부(206)를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 미리 설정된 측정온도에 따라 샘플을 가열 및 냉각시키는 열전도율 측정기(100)에서 상기 샘플의 하측과 인접하여 측정된 제1온도 및 제2온도와 상기 샘플의 상측과 인접하여 측정된 제3온도 및 제4온도를 이용하여 상기 샘플의 열전도율을 산출하는 열전도율산출단계를 포함하는 열전도율 측정시스템을 이용한 열전도율 측정방법에 있어서, 상기 샘플의 제1온도 내지 제4온도를 측정하기 전에는, 상기 열전도율 측정기(100)에서 하측필러고정부(120)에 상기 샘플의 일측면이 접촉되도록 안착시키는 샘플안착단계와, 상기 하측필러고정부(120)에 안착된 샘플이 고정되도록 상기 하측필러고정부(120)에 상측필러고정부(130)를 밀착시킨 후 상기 샘플이 끼워진 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)를 하측커버부(140) 및 상측커버부(150) 내에 수용하는 샘플밀착단계를 포함하고, 상기 열전도율 측정기(100)에서 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 샘플의 위치를 고정시키기 위해 모터부(220)를 통해 상기 상측필러고정부(130)의 높이 내지 수평을 조절하며, 상기 샘플의 제1온도 내지 제4온도를 측정한 후에는, 상기 측정된 제1온도 내지 제4온도를 수신받은 측정서버(500)에서 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교한 차이값이 미리 설정된 열평형차이범위에 포함되고 일정시간 유지되면 상기 샘플의 열평형상태인 것으로 판단하여 상기 샘플의 열평형이 되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 동안 열평형이 유지된 시점을 검출하는 열평형검출단계와, 상기 열전도율 측정기(100)에서 상기 측정서버(500)로부터 검출된 샘플의 열평형이 되는 시작점과 일정시간 열평형이 유지된 시점에 상기 하측필러고정부(120)에 위치된 하측온도측정부(180)의 제1온도센서(181) 및 제2온도센서(182)를 통해 제1온도 및 제2온도를 측정하고 상기 상측필러고정부(130)에 위치된 상측온도측정부(190)의 길이방향 양측에 위치된 제3온도센서(191) 및 제4온도센서(192)를 통해 제3온도 및 제4온도를 측정하는 구리고정부온도측정단계와, 상기 측정서버(500)에서 상기 측정된 제1온도 및 제2온도와 상기 측정된 제2온도 및 제3온도와 상기 측정된 제3온도 및 제4온도에 대한 각 온도차를 산출하는 온도차산출단계를 포함하고, 상기 열전도율산출단계는, 상기 측정서버(500)에서 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 측정된 제2온도 및 제3온도의 온도차와 상기 측정된 제3온도 및 제4온도의 온도차를 역수로 한 후 온도기울기를 산출한다.A system for measuring thermal conductivity and a method for measuring thermal conductivity using the same according to the present invention for achieving the above object include a lower
In addition, the
In the present invention, the first temperature and second temperature measured adjacent to the lower side of the sample in the
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상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 미리 설정된 온도에 따라 방열패드와 같은 샘플이 열 평형상태가 되도록 샘플의 양측을 각각 냉각시키고 가열하여 샘플이 열 평형에 도달하면 열 평형 상태로 일정시간 유지시킨 후 자동으로 온도를 측정하여 열전도율을 산출할 수 있어 샘플 측정 시 동일한 조건에서 측정할 수 있고 열 평형에 도달한 시점을 자동으로 확인할 수 있음으로 인해 산출된 열전도율의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, both sides of the sample are cooled and heated so that the sample such as a heat dissipation pad is in thermal equilibrium according to a preset temperature. Since the thermal conductivity can be calculated by automatically measuring the temperature, it can be measured under the same conditions when measuring the sample, and the time when thermal equilibrium is reached can be automatically checked, thereby improving the accuracy of the calculated thermal conductivity.
또한, 샘플을 냉각시키기 위한 열전 소자를 사용하여 냉각온도를 용이하게 조절할 수 있어 냉각효율을 향상시킬 수 있고 냉각시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 샘플을 가열시키기 위한 세라믹 히터를 사용하여 발열시간을 단축시키고 공간효율을 향상시킬 수 있어 제품의 외형이 커지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by using a thermoelectric element for cooling the sample, the cooling temperature can be easily adjusted, so that the cooling efficiency can be improved and the cooling time can be shortened, and the heating time can be shortened by using a ceramic heater for heating the sample. and space efficiency can be improved, which has the effect of preventing the appearance of the product from becoming larger.
또한, 열전 소자, 세라믹 히터 등을 사용하여 제품의 구성을 단순화시킬 수 있어 제품의 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.In addition, since the configuration of the product can be simplified by using a thermoelectric element, a ceramic heater, etc., there is an effect of lowering the unit cost of the product.
또한, 미리 샘플의 위치와 냉각 온도와 가열 온도를 지정하여 다수의 샘플이 동일한 측정조건에서 측정할 수 있도록 하여 재현성을 향상시킬 수 있으면서 산출된 열전도율의 신뢰도를 향상시키고 사용자의 편리성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to improve the reproducibility by specifying the location of the sample, the cooling temperature and the heating temperature in advance so that multiple samples can be measured under the same measurement conditions, while improving the reliability of the calculated thermal conductivity and improving the user's convenience there is an effect
도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 열전도율 측정기,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 구성블록도,
도 5는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 하측필러고정부 내지 상측커버부,
도 6은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 하측커버부 및 상측커버부의 사용상태도,
도 7은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 냉각부,
도 8은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 측정서버의 구성블록도,
도 9는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 측정서버의 열평형검출부,
도 10은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템을 이용한 열전도율 측정방법을 나타낸 순서도.1 is a thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention;
2 is a thermal conductivity measuring instrument of the thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention;
4 is a block diagram of a thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention;
5 is a lower filler fixing part to an upper cover part of the thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing the use of the lower cover part and the upper cover part of the thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention;
7 is a cooling unit of the thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention;
8 is a block diagram of a measurement server of a thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention;
9 is a thermal equilibrium detection unit of the measurement server of the thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention;
10 is a flowchart illustrating a method for measuring thermal conductivity using a system for measuring thermal conductivity according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a thermal conductivity measuring system and a thermal conductivity measuring method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템이고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 열전도율 측정기이며, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 구성블록도이다.1 is a thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a thermal conductivity measuring device of the thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view, and FIG. 4 is a block diagram of a thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 5는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 하측필러고정부 내지 상측커버부이며, 도 6은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 하측커버부 및 상측커버부의 사용상태도이고, 도 7은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 냉각부이며, 도 8은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 측정서버의 구성블록도이고, 도 9는 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템의 측정서버의 열평형검출부이다.5 is a lower filler fixing part to an upper cover part of the thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is the use of the lower cover part and the upper cover part of the thermal conductivity measuring system according to an embodiment of the present invention. It is a state diagram, Figure 7 is a cooling unit of the thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a block diagram of the measurement server of the thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is the present invention is a thermal equilibrium detection unit of the measurement server of the thermal conductivity measurement system according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 10은 본 발명의 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템을 이용한 열전도율 측정방법을 나타낸 순서도이다.Also, FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for measuring thermal conductivity using a system for measuring thermal conductivity according to an embodiment of the present invention.
상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '상부', '하부', '앞', '뒤', '선단', '전방', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.In adding reference numerals to the components of the drawings, the same components are to have the same reference numerals as possible even if they are displayed on different drawings, and a known function that is judged to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. And detailed description of the configuration will be omitted. Further, directional terms such as'top','bottom','front','back','front end','front','rear end' are used in connection with the orientation of the disclosed drawing(s). Since components of the embodiments of the present invention can be positioned in various orientations, the directional term is used for illustrative purposes, but is not limited thereto.
본 발명의 바람직한 일실시 예에 의한 열전도율 측정시스템은, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 열전도율을 측정하기 위한 샘플의 일측면을 가열시키고, 상기 샘플의 타측면을 냉각시키기 위한 열전도율 측정기(100)와, 상기 샘플의 온도를 측정하여 상기 샘플이 열 평형되는 시작점에서 일정시간 동안 열 평형상태를 유지시킨 후 온도를 측정하여 상기 샘플의 열전도율을 산출하기 위한 측정서버(500)를 포함하여 구성된다.Thermal conductivity measuring system according to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, heating one side of the sample for measuring the thermal conductivity, and cooling the other side of the sample
상기 샘플은 열전도율을 측정하기 위한 방열패드 등이며, 일정크기의 사각형상으로 형성될 수 있다.The sample is a heat dissipation pad for measuring thermal conductivity, and may be formed in a rectangular shape of a predetermined size.
또한, 상기 샘플은 동일 재질이면서 서로 다른 두께를 갖도록 다수개로 준비될 수 있다.In addition, the samples may be prepared in plurality to have different thicknesses while being of the same material.
상기 열전도율 측정기(100)는, 상기 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 일정크기의 사각형상으로 형성된 베이스부(110)와, 상기 베이스부(110)에서 연결되어 일정높이의 막대형상으로 형성된 지지부(111)와, 상기 지지부(111)에서 연결되어 일정크기의 사각형상으로 형성된 케이스부(112)를 포함하는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 열전도율 측정기(100)는 상기 샘플의 일측면이 접촉되도록 안착시키기 위한 일정높이의 하측필러고정부(120)와, 상기 하측필러고정부(120)에 대응되도록 위치되어 상기 하측필러고정부(120)에 안착된 샘플의 타측면에 밀착되기 위한 상측필러고정부(130)와, 상기 하측필러고정부(120) 및 상기 상측필러고정부(130)를 각각 수용하여 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 샘플이 외부의 공기와 접촉되는 것을 방지하기 위해 밀폐시키기 위한 하측커버부(140) 및 상측커버부(150)와, 상기 하측필러고정부(120)를 통해 상기 샘플의 일측면을 가열시키기 위한 가열부(160)와, 상기 상측필러고정부(130)를 통해 상기 샘플의 타측면을 냉각시키기 위한 열전소자(171)와 상기 열전소자(171)의 발열을 냉각시키기 위한 냉각팬(172)이 포함된 냉각부(170)와, 상기 하측필러고정부(120)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 제1온도센서(181)와 제2온도센서(182)를 위치시켜 각 제1온도와 제2온도를 측정하기 위한 하측온도측정부(180)와, 상기 상측필러고정부(130)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 제3온도센서(191)와 제4온도센서(192)를 위치시켜 각 제3온도와 제4온도를 측정하기 위한 상측온도측정부(190)와, 상기 가열부(160)에 접촉되어 상기 가열부(160)의 온도를 측정하기 위한 가열온도측정부(200)와, 상기 가열온도측정부(200)를 통해 측정된 가열부(160)의 온도가 미리 설정된 측정조건과 동일하도록 상기 가열부(160)의 온도를 제어하기 위한 제어부(210)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 열전도율 측정기(100) 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 샘플의 위치를 고정시키기 위해 상기 상측필러고정부(130)를 높이 내지 수평을 조절하기 위한 모터부(220)를 포함할 수 있다.In addition, the
상기 베이스부(110)는, 일정크기를 갖는 사각형상의 판으로 형성되고, 상기 하측필러고정부(120) 내지 상기 하측커버부(140)가 위치되어야 한다.The
또한, 상기 베이스부(110)에는 외부로부터 전원을 공급받기 위한 전원부가 포함되어 있어야 한다.In addition, the
상기 지지부(111)는, 상기 하측필러고정부(120) 내지 상기 하측커버부(140)가 위치된 베이스부(110)의 면에 연결되며, 일정높이를 갖는 막대형상으로 형성된다.The
이때, 상기 지지부(111)가 상기 베이스부(110)에 연결됨으로써 상기 케이스부(112)를 지지할 수 있다.In this case, the
상기 케이스부(112)는, 상기 지지부(111)에서 연결되면서 상기 냉각부(170)를 수용할 수 있도록 일정크기의 사각형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 케이스부(112)는 상기 냉각부(170)를 수용하기 때문에 열을 방출하기 위해 다수개의 구멍이 형성되는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 케이스부(112)에는 상기 상측필러고정부(130) 내지 상기 상측커버부(150)가 위치될 수 있다.In addition, the upper
상기 하측필러고정부(120)는, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 재질이 열전도도가 50W/m.K이상인 구리 등과 같은 메탈 소재이고, 일정크기의 원통형상으로 형성될 수 있으며, 일측면이 상기 베이스부(110) 방향으로 위치되고 타측면에 상기 샘플의 일측면이 접촉되도록 안착시킨다.As shown in FIG. 5, the lower
상기 상측필러고정부(130)는, 재질이 열전도도가 50W/m.K이상인 구리 등과 같은 메탈 소재이고, 상기 하측필러고정부(120)와 동일한 크기의 원통형상으로 형성될 수 있으며, 상기 하측필러고정부(120)에 대응되도록 위치된다.The upper
상기 상측필러고정부(130)의 일측면은 상기 케이스부(112) 방향으로 위치되고, 타측면은 상기 샘플의 타측면에 밀착된다. One side of the upper
이때, 상기 상측필러고정부(130)는 상기 하측필러고정부(120)에 안착된 샘플의 타측면에 밀착되기 위해 상하로 유동될 수 있다. 상기 상측필러고정부(130)가 상하로 유동됨으로써 상기 하측필러고정부(120)에 안착된 샘플이 상기 상측필러고정부(130)와 밀착되도록 하여 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 샘플의 유동을 방지할 수 있으며 열전도율 측정 시 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.At this time, the upper
또한, 상기 하측필러고정부(120)의 일측면에 상측필러고정부(130)의 타측면이 전체적으로 맞닿도록 밀착시켜 상기 샘플의 열 평형 상태에 대한 오류를 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent an error in the thermal equilibrium state of the sample by closely contacting the other side of the upper
여기서, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)가 재질이 열전도도가 50W/m.K이상인 구리 등과 같은 메탈 소재로 형성된 이유는 도체이면서 열의 전달성이 높아 측정시간을 단축시킬 수 있게 되며, 알루미늄보다 단단하여 상기 샘플 등으로 인한 손상을 방지할 수 있기 때문이다.Here, the reason that the lower
상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 상기 샘플의 열전도율을 측정할 때는 온도 변화에 민감하기 때문에 상기 하측커버부(140)와 상측커버부(150)가 필요하게 된다.When measuring the thermal conductivity of the sample positioned between the lower
상기 하측커버부(140)는, 상기 하측필러고정부(120)를 수용하면서 상기 베이스부(110)에 위치된다. The
상기 하측커버부(140)는 상기 베이스부(110)에 위치되면서 상기 하측필러고정부(120)를 수용할 수 있도록 개구면이 형성된 일정크기의 원통형상으로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the
상기 상측커버부(150)는, 상기 케이스부(112)에 위치되면서 상기 하측커버부(140)와 대응되도록 형성되고, 상기 상측필러고정부(130)를 수용할 수 있도록 개구면이 형성된 일정크기의 원통형상으로 형성될 수 있다.The
이때, 상기 상측커버부(150)는 상기 하측커버부(140)보다 작은 구경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 상측커버부(150)의 일부분이 상기 하측커버부(140)의 개구면을 통해 인입될 수 있다.At this time, the
상기 상측커버부(150)가 상기 하측커버부(140)에 인입됨으로 인해 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 샘플이 외부의 공기와 접촉되는 것을 방지하기 위해 밀폐시켜 진공상태가 된다. 즉, 상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상기 상측커버부(150)가 상기 하측커버부(140)에 인입되어 내부가 밀폐됨으로써 내부에 위치된 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 샘플이 외부의 공기흐름에 영향을 받지 않아 온도변화로 인한 열전도율의 오차가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.Prevents the sample positioned between the lower
상기 가열부(160)는, 상기 하측커버부(140)의 내부에 설치되어 상기 하측필러고정부(120)를 통해 상기 샘플의 일측면을 가열시키기 위해 발열하며, 신속한 발열과 최소한의 공간을 이용하기 위해 세라믹 히터를 사용할 수 있다.The
상기 가열부(160)를 세라믹 히터를 사용함으로써 공간효율을 향상시키 수 있게 된다.By using a ceramic heater for the
상기 냉각부(170)는, 상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이스부(112)의 내측에 설치되어 상기 상측필러고정부(130)를 통해 상기 샘플의 타측면을 냉각시키기 위한 것이다.As shown in FIG. 7 , the
상기 냉각부(170)에는 상기 샘플의 타측면을 냉각시키기 위한 열전소자(171)와, 상기 열전소자(171)의 발열을 냉각시키기 위한 냉각팬(172)으로 구성될 수 있다. 상기 열전소자(171)는 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것으로, 일측에 냉각을 위한 동판이 구비되고, 타측에 발열로 인한 열을 방출시키기 위한 방열날개가 구비된다.The
상기 열전소자(171)를 구비함으로써 종래의 써큘레이터 방식보다 냉각효율을 향상시킬 수 있게 되며 써큘레이터보다 저렴하기 때문에 제조단가를 낮출 수 있게 된다.By providing the
상기 냉각팬(172)은, 외부의 공기를 유입시켜 상기 열전소자(171)에서 방열되는 열을 외부로 방출하기 위한 것으로, 열에 약한 열전소자(171)의 고장 및 수명단축을 방지할 수 있게 된다.The cooling
상기 하측온도측정부(180)는, RTD센서를 사용할 수 있으며, 상기 하측필러고정부(120)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 제1온도센서(181)와 제2온도센서(182)를 위치시킨다. 즉, 상기 하측온도측정부(180)는 상기 가열부(160)와 인접한 하측필러고정부(120)의 일측에 제1온도센서(181)를 위치시켜 제1온도를 측정하고, 상기 샘플의 일측면과 인접한 하측필러고정부(120)의 타측에 제2온도센서(182)를 위치시켜 제2온도를 측정한다.The lower
상기 상측온도측정부(190)는, 상기 하측온도측정부(180)와 동일하게 RTD센서를 사용할 수 있으며, 상기 상측필러고정부(130)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 제3온도센서(191)와 제4온도센서(192)를 위치시킨다. The upper
상기 제3온도센서(191)는 상기 샘플과 인접한 상측필러고정부(130)의 타측에 위치되어 제3온도를 측정하게 된다.The
상기 제4온도센서(192)는 상기 냉각부(170)와 인접한 상측필러고정부(130)의 일측에 위치되어 제4온도를 측정하게 된다.The
이때, 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)는 타 샘플을 측정할 때도 동일한 조건으로 측정할 수 있도록 위치가 고정되어 있어야 한다.At this time, the positions of the lower
상기와 같이 구성된 하측온도측정부(180)와 상측온도측정부(190)를 통해 상기 샘플의 온도를 측정할 수 있게 된다. 즉, 상기 하측온도측정부(180)의 제2온도센서(182)에서 측정된 제2온도와 상기 상측온도측정부(190)에서 측정된 제3온도를 합산하고 평균값을 산출하여 상기 샘플의 온도를 측정할 수 있어 추후 상기 샘플이 열 평형상태가 되었는지 판단하는데 도움을 줄 수 있게 된다.The temperature of the sample can be measured through the lower
상기 가열온도센서부(109)는, 상기 가열부(160)의 온도를 측정하기 위한 것이다. 다시 말해, 상기 가열온도센서부(109)는 상기 가열부(160)의 온도를 측정하여 상기 가열부(160)의 온도가 미리 설정된 측정조건에 따라 정상적으로 작동하는지 확인할 수 있게 된다.The heating temperature sensor unit 109 is for measuring the temperature of the
상기 제어부(210)는, 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 가열부(160)를 제어하여 상기 가열부(160)의 온도가 미리 설정된 측정조건으로 유지될 수 있도록 한다.The
상기 보조가열재(141)는, 상기 하측커버부(140)의 내측에 수용되어 상기 하측커버부(140)와 상기 하측필러고정부(120) 사이에 위치되도록 일정크기의 막대형상으로 형성될 수 있다.The
또한, 상기 보조가열재(141)는, 열선이 있어 상기 하측필러고정부(120)를 통해 추가로 열을 제공한다. 다시 말해, 상기 보조가열재(141)는 상기 가열부(160)에서 상기 하측필러고정부(120)를 통해 전달되는 열이 부족하여 상기 하측필러고정부(120)의 온도가 상승하지 않을 경우에 보조로 가열할 수 있게 된다. In addition, the
예를 들어, 상기 샘플의 온도를 60℃ 이상으로 높일 경우에 상기 가열부(160)인 세라믹히터의 용량의 한계에 의해 가열이 되지 않을 때 상기 보조가열재(141)를 가열시켜 추가로 열을 제공할 수 있다.For example, when the temperature of the sample is raised to 60° C. or higher, when heating is not performed due to the limitation of the capacity of the ceramic heater, which is the
상기 보온재(151)는, 상기 상측커버부(150)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치되도록 상기 상측커버부(150)의 내측에 수용되어 상기 냉각부(170)를 보호할 수 있다.The insulating
즉, 상기 보조가열재(141)와 보온재(151)는 상기 가열부(160)와 상기 냉각부(170)의 열전소자(171)를 통한 가열 및 냉각에서의 열 평형 측정조건이 80℃ 내지 100℃일 경우에 외부의 온도보다 높은 열로 인해 외부 온도와의 온도차에 의해 열손실이 발생하는 것을 방지하면서 상기 열전소자(171)가 손상되지 않도록 상기 열전소자(171)를 보호할 수 있다.That is, the
상기 모터부(220)는, 상기 상측필러고정부(130)의 높이 내지 수평을 조절하여 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 샘플의 위치를 고정시키기 위한 것이다. 여기서, 상기 모터부(220)는 상기 상측필러고정부(130)의 유동에 따라 상기 하측필러고정부(120)의 수평을 더 조절할 수도 있다.The
한편, 상기 열전도율 측정기(100)에는 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)가 상기 샘플에 가하는 압력을 측정하기 위한 로드셀(230)이 더 구성될 수 있다.Meanwhile, the
상기 로드셀(230)은 상기 샘플의 무게를 측정하여 상기 샘플에 가해지는 압력을 측정할 수 있게 된다.The
상기 로드셀(230)을 통해 압력을 측정함으로써 상기 샘플이 액체나 고무일 경우에 높은 압력이 가해지는 것을 방지하여 변형이 일어나 열저항이 커져 열전도율을 측정할 때 오류가 발행하는 것을 방지할 수 있음은 물론 상기 샘플이 금속일 경우에 낮은 압력이 가해지지 않도록 하여 공기층이 생기는 것을 방지하고 상기 샘플과 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 간에 밀착력이 저하되는 것을 방지하여 열전도율 측정에 대한 오류발생을 저하시키게 된다.By measuring the pressure through the
다른 한편, 상기 열전도율 측정기(100)는 얇은 샘플의 열전도율을 측정할 경우에 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)가 서로 일정간격 이격되어 나란히 배치될 수도 있다. 이때, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)가 수평으로 배치될 경우에는 상기 가열부(160)와 상기 냉각부(170)도 수평으로 배치되고, 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)를 각각 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)에 최대한 인접한 샘플 내의 위치에 접촉되어 온도를 측정할 수도 있다.On the other hand, when the
상기 측정서버(500)는, 상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 열전도율 측정기(100)와 통신하기 위한 서버통신부(510)와, 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 제어부(210)와 상기 모터부(220)로 전송하기 위해 상기 샘플의 열전도율을 측정하기 위한 온도와 상기 샘플의 위치를 입력하여 측정조건을 생성하기 위한 측정조건생성부(520)와, 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 제2온도센서(182)의 제2온도와 상기 제3온도센서(191)의 제3온도를 합산하고 평균값을 산출하여 생성된 샘플의 온도를 누적하여 기록하기 위한 온도기록부(530)와, 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)로부터 측정된 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교하여 차이값을 산출한 후 상기 차이값이 미리 설정된 열평형차이범위에 포함되어 일정시간 유지되는지 판단하여 상기 샘플이 열 평형되는 시작점과 열 평형이 유지된 지점을 검출하기 위한 열평형검출부(540)와, 상기 검출된 샘플의 열 평형 시작점 및 유지되는 시점에 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)로부터 측정된 각 제1온도 내지 제4온도를 수신받아 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제2온도 및 상기 제3온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 산출하기 위한 온도차산출부(550)와, 상기 산출된 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제2온도 및 상기 제3온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 역수로 취하여 온도기울기를 산출하여 상기 샘플의 열전도율을 산출하기 위한 열전도율산출부(206)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 8, the
상기 서버통신부(510)는, 상기 제어부(210)와 상기 모터부(220)와 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)를 통신하기 위해 상기 열전도율 측정기(100)와 유무선 네트워크를 사용하여 통신할 수 있다.The
상기 측정조건생성부(520)는, 상기 샘플의 열전도율을 측정할 때 상기 샘플의 위치와 상기 가열부(160)와 상기 냉각부(170)의 온도에 대한 측정조건을 미리 생성한다.The measurement
상기 측정조건생성부(520)를 통해 상기 샘플의 위치와 상기 가열부(160)의 가열온도와 상기 냉각부(170)의 냉각온도를 지정함으로써 다수의 샘플을 측정하더라도 서로 동일한 측정조건이 되기 때문에 용이하게 비교판단할 수 있게 되며, 열전도율의 산출을 용이하게 할 수 있게 된다.By designating the location of the sample, the heating temperature of the
여기서, 상기 측정조건생성부(520)는 샘플의 재질이나 사용자의 편의에 따라 수동으로 조절하여 지정할 수 있다.Here, the measurement
상기 측정조건생성부(520)에서 생성된 측정조건은 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 제어부(210)와 상기 모터부(220)로 전송된다.The measurement condition generated by the measurement
상기 온도기록부(530)는, 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 하측온도측정부(180)로부터 제2온도센서(182)의 제2온도를 수신받고, 상기 상측온도측정부(190)로부터 제3온도센서(191)의 제3온도를 수신받는다,The
상기 온도기록부(530)에서 상기 수신받은 제2온도와 제3온도를 합산하고 평균값을 산출하여 샘플의 온도를 생성한다.The
상기 온도기록부(530)는 상기 생성된 샘플의 온도를 누적하여 기록한다. 즉, 상기 온도기록부(530)는 일정한 시간간격으로 상기 샘플의 온도를 누적기록함으로써 그래프화하여 디스플레이될 수 있다.The
상기 온도기록부(530)에 온도를 기록함으로써 상기 샘플의 온도변화를 파악할 수 있어 상기 샘플의 열 평형상태를 검출하는데 도움을 줄 수 있다.By recording the temperature in the
상기 열평형검출부(540)는, 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)로부터 측정된 제1온도 내지 제4온도를 수신받아 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교한다.As shown in FIG. 9 , the thermal
상기 열평형검출부(540)는 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교한 차이값이 미리 설정된 열평형차이범위에 포함되는지 판단한 후 일정시간 유지되는지 판단하여 상기 샘플의 열 평형상태로 판단하게 된다. 즉, 상기 열평형차이범위를 ±0.1℃를 미리 설정하고, 일정시간을 5분으로 설정하였을 경우에 상기 열평형검출부(540)는 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교한 차이값이 ±0.1℃인지 판단한 후 상기 차이값이 5분간 ±0.1℃로 유지되면 상기 샘플의 열 평형상태로 판단하게 된다.The thermal
상기 열평형검출부(540)는 상기 샘플의 열 평형 상태로 판단될 경우에 상기 샘플이 열 평형되는 시작점과 열 평형이 유지된 지점을 검출한다.When it is determined that the thermal equilibrium state of the sample is determined, the thermal
상기 열평형검출부(540)는 상기 누적기록된 샘플의 온도가 일정해지는 구간을 통해 상기 샘플의 열 평형상태를 검출할 수도 있지만, 상기와 같이 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교함으로써 상기 샘플의 열 평형상태에 대한 신뢰감을 향상시킬 수 있게 된다.The thermal
상기 열평형검출부(540)를 통해 상기 샘플이 열 평형되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 동안 열 평형을 유지시킨 지점을 자동으로 검출할 수 있어 사용자가 지속적으로 샘플의 온도를 측정하여 열 평형상태를 확인해야 하는 번거로움을 해소시킬 수 있게 된다.Through the thermal
상기 온도차산출부(550)는, 상기 열평형검출부(540)에서 검출된 상기 샘플의 열 평형이 되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 동안 열 평형을 유지시킨 지점에 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)로부터 측정된 제1온도 내지 제4온도를 수신받는다.The temperature
이때, 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)는 동시에 온도를 측정하여 제1온도 내지 제4온도를 생성하여야 한다.At this time, the lower
상기 온도차산출부(550)는 상기 제1온도 내지 제4온도의 온도차를 산출한다. 즉, 상기 온도차산출부(550)를 통해 상기 샘플이 열 평형에 도달하였을 때의 상기 하측필러고정부(120)의 제1온도와 제2온도의 온도차를 산출하고 상기 하측필러고정부(120)의 제2온도와 상기 상측필러고정부(130)의 제2온도차의 온도차를 산출하며 상기 상측필러고정부(130)의 제3온도와 제4온도의 온도차를 산출할 수 있게 된다.The
상기 온도차산출부(550)에서 산출된 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제2온도 및 제3온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 상기 열전도율산출부(206)로 전송한다.The temperature difference between the first temperature and the second temperature calculated by the temperature
상기 열전도율산출부(206)는, 미리 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 열전도율, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 면적, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 거리가 저장되어 있는 것이 바람직하다.The thermal conductivity calculation unit 206 is, in advance, the thermal conductivity of the lower
상기 열전도율산출부(206)는 미리 저장된 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 열전도율, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 면적, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 거리 및 상기 온도차산출부(550)에서 산출된 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제2온도 및 제3온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 역수로 한 후 온도기울기를 산출하여 상기 샘플의 열전도율을 산출할 수 있게 된다.The thermal conductivity calculation unit 206 includes the previously stored thermal conductivity of the lower
예를 들어, 상기 샘플의 열 평형상태에서의 총 열량을 라고 할 때, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 열전도율을 라고 하고, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 면적을 라하고, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 거리를 라하고, 상기 온도차산출부(550)에서 산출된 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제2온도 및 제3온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 라고 할 경우에 의 공식을 이용하여 상기 샘플의 총 열량을 산출한다. For example, the total amount of heat at thermal equilibrium of the sample is When , the thermal conductivity of the lower
그 후, 상기 열전도율산출부(206)는 동일한 재질이면서 서로 다른 두께를 갖는 2개의 샘플을 측정할 경우에 각각 샘플과의 접촉에 따른 접촉 열저항값을 상쇄시켜 샘플만의 접촉 열저항값의 차이를 역수로 취한 값에 2개의 샘플의 두께 차를 곱하면 열전도율을 산출할 수 있다.Thereafter, the thermal conductivity calculator 206 offsets the contact thermal resistance value according to the contact with the sample when measuring two samples of the same material and having different thicknesses, so that the difference in the contact thermal resistance value of only the sample The thermal conductivity can be calculated by multiplying the value taken as the reciprocal of the two samples by the thickness difference.
상기 접촉 열저항값은 을 이용하여 계산할 수 있다.The contact thermal resistance value is can be calculated using
즉, 하나의 샘플에 대한 접촉 열저항값은 로 계산할 수 있으며, 다른 하나의 샘플에 대한 접촉 열저항값도 로 계산할 수 있다.That is, the contact thermal resistance value for one sample is can be calculated as, and the contact thermal resistance value for one sample is also can be calculated as
상기 두 개의 샘플에 대한 접촉 열저항값을 계산한 후 을 이용하여 열전도율을 산출할 수 있다. 이때, 상기 는 이고, 상기 과는 상기 두 개의 샘플에 대한 각각의 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 거리이다. After calculating the contact thermal resistance values for the two samples, can be used to calculate the thermal conductivity. At this time, the Is and said and is the distance between each of the lower
한편, 상기 샘플을 하나만 가지고 측정할 경우에 샘플의 접촉 열저항 값만 이용하여 측정한다. 상기 샘플의 열전도율은 을 통해 상기 샘플의 접촉 열저항값을 계산한 후, 를 이용하여 산출한다.On the other hand, when measuring with only one sample, it is measured using only the contact thermal resistance value of the sample. The thermal conductivity of the sample is After calculating the contact thermal resistance value of the sample through is calculated using
다른 한편, 상기 열전도율산출부(206)는 상기 열전도율 측정기(100)의 하측필러고정부(120)와 상측필러고정부(130)가 수평으로 배치될 경우에는 Angstrom's method에 의하여 를 이용할 수 있다.On the other hand, the thermal conductivity calculating unit 206 is the lower
이때, 은 조화, 는 driving frequency, 는 상기 가열부(160)에 인접한 위치와 상기 냉각부(170)에 인접한 위치 사이의 거리, 는 위상차, 은 상기 가열부(160)에 인접한 위치의 온도, 는 상기 냉각부(170)에 인접한 위치의 온도이다.At this time, silver harmony, is the driving frequency, is the distance between the position adjacent to the
여기서 상기 driving frequency는 매우 작은 값이기 때문에 를 통해 계산될 수 있으며, 상기 는 을 통해 계산될 수 있다. 이때, 상기 는 열파동의 주기이다.Here, since the driving frequency is a very small value, It can be calculated through Is can be calculated through At this time, the is the period of the heat wave.
또한, 조화주기 을 대입하면, ,을 이용하여 열확산율을 산출할 수 있다. Also, the harmonization cycle If you substitute , can be used to calculate the thermal diffusivity.
상기 산출된 열확산율에 밀도 와 비열 를 곱한 를 통해 열전도율을 산출할 수 있다.Density in the calculated thermal diffusivity with specific heat multiplied by to calculate the thermal conductivity.
즉, 상기 열전도율산출부(206)는 상기 열전도율 측정기(100)의 하측필러고정부(120)와 상측필러고정부(130)가 수평으로 배치될 경우에는 를 통해 열전도율을 산출할 수 있다.That is, when the thermal conductivity calculating unit 206 is arranged horizontally with the lower
상기와 같이 구성되는 열전도율 측정시스템을 이용하여 상기 샘플의 열전도율을 측정하는 방법은, 상기 도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 열전도율 측정기(100)의 하측필러고정부(120)에 상기 샘플을 안착시킨다(S10). 이때, 상기 하측필러고정부(120)에는 상기 샘플의 일측면이 접촉되어야 한다.The method of measuring the thermal conductivity of the sample using the thermal conductivity measuring system configured as described above is, as shown in FIG. 10, first, the lower
그 후 상기 상측필러고정부(130)는 상기 샘플이 안착된 하측필러고정부(120) 방향으로 이동하여 상기 샘플의 타측면이 접촉되도록 밀착시킨다(S20).After that, the upper
상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)가 완전히 맞닿아 밀착됨으로 인해 상기 샘플의 위치를 고정시킬 수 있다.The position of the sample can be fixed because the lower
상기 측정서버(500)를 통해 설정된 측정온도를 수신받은 열전도율 측정기(100)는 상기 제어부(210)를 통해 상기 측정온도에 따라 상기 가열부(160)와 상기 냉각부(170)를 제어한다(S30).The
상기 가열부(160)는 상기 측정온도에 따라 열을 발생시켜 상기 하측필러고정부(120)를 통해 상기 샘플의 일측면으로 열을 전달하며, 상기 냉각부(170)는 상기 측정온도에 따라 냉각하여 상기 상측필러고정부(130)를 통해 상기 샘플의 타측면을 냉각시킨다.The
상기 열전도율 측정기(100)의 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)에서 측정된 제2온도와 제3온도를 측정하여 상기 측정서버(500)로 전송하고, 상기 측정서버(500)에서 상기 제2온도와 제3온도를 합산한 후 평균값을 산출하여 상기 샘플의 온도를 측정한다(S40). The second temperature and the third temperature measured by the lower
상기 측정서버(500)의 온도기록부(530)는 상기 샘플의 온도를 수신받아 시간별로 누적기록한다(S50).The
상기 측정서버(500)의 열평형검출부(540)는 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교하여 산출된 차이값이 미리 설정된 열평형차이범위에 일정시간동안 유지되는지 판단하여 상기 샘플이 열 평형상태인 것을 판단한다. 그 후 상기 열 평형상태로 판단된 샘플의 열평형이 시작되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 유지된 지점을 검출한다(S60).The thermal
상기 측정서버(500)에서 상기 샘플의 열평형이 시작되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 유지된 지점을 검출하면 상기 열전도율 측정기(100)의 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)를 작동시킨다.When the
상기 열전도율 측정기(100)는 상기 측정서버(500)에서 상기 샘플의 열평형이 시작되는 시작점에서 열 평형이 일정시간 유지되는 동안 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)를 작동시켜 제1온도 내지 제4온도를 측정한다(S70).The thermal
상기 열전도율 측정기(100)는 상기 측정된 제1온도 내지 제4온도를 상기 측정서버(500)로 전송한다.The
상기 측정서버(500)는 상기 제1온도 내지 제4온도를 수신받아 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 제2온도 및 제3온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 산출한다(S80).The
상기 측정서버(500)는 미리 저장된 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 열전도율, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 면적, 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)의 거리 및 산출된 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 제2온도 및 제3온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 역수로 한 후 온도기울기를 산출하여 상기 샘플의 열전도율을 산출한다(S90).The
상기와 같이 열전도율을 산출할 수 있는 열전도율 측정시스템은, 상기 샘플이 열 평형상태가 되도록 샘플의 양측을 각각 냉각시키고 가열하여 샘플이 열 평형에 도달하는 시작점을 자동으로 검출하고 열전도율을 산출할 수 있어 샘플 측정 시 동일한 조건에서 측정할 수 있고 열 평형에 도달한 시점을 자동으로 확인할 수 있음으로 인해 산출된 열전도율의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The thermal conductivity measurement system that can calculate the thermal conductivity as described above automatically detects the starting point at which the sample reaches thermal equilibrium by cooling and heating both sides of the sample so that the sample is in thermal equilibrium, and calculates the thermal conductivity. There is an effect of improving the accuracy of the calculated thermal conductivity because it can be measured under the same conditions when measuring a sample and the time when thermal equilibrium is reached can be automatically checked.
또한, 상기 냉각부(170)에 열전 소자를 사용하여 냉각효율을 향상시킬 수 있어 냉각시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품의 단가를 낮출 수 있으며, 상기 가열부(160)에 세라믹 히터를 사용하여 발열시간을 단축시키고 공간효율을 향상시킬 수 있어 제품의 외형이 커지는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, since the cooling efficiency can be improved by using a thermoelectric element in the
또한, 미리 샘플의 위치와 측정온도를 지정하여 다수의 샘플이 동일한 측정조건에서 측정할 수 있도록 하여 산출된 열전도율의 신뢰도를 향상시키고 사용자의 편리성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to improve the reliability of the calculated thermal conductivity by designating the location and measurement temperature of the sample in advance so that a plurality of samples can be measured under the same measurement condition, and to improve the user's convenience.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.Embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those of ordinary skill in the technical field of the present invention can improve and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and changes will fall within the scope of the present invention if it is obvious to those of ordinary skill in the art.
100: 열전도율 측정기 110: 베이스부
111: 지지부 112: 케이스부
120: 하측필러고정부 130: 상측필러고정부
140: 하측커버부 141: 보조가열재
150: 상측커버부 151: 보온재
160: 가열부 170: 냉각부
171: 열전소자 172: 냉각팬
180; 하측온도측정부 181: 제1온도센서
182: 제2온도센서 190: 상측온도측정부
191: 제3온도센서 192: 제4온도센서
200: 가열온도측정부 210: 제어부
220: 모터부 230: 로드셀
500: 측정서버 510: 서버통신부
520: 측정조건생성부 530: 온도기록부
540: 열평형검출부 550: 온도차산출부
560: 열전도율산출부100: thermal conductivity meter 110: base part
111: support portion 112: case portion
120: lower filler fixing part 130: upper filler fixing part
140: lower cover portion 141: auxiliary heating material
150: upper cover part 151: insulating material
160: heating unit 170: cooling unit
171: thermoelectric element 172: cooling fan
180; Lower temperature measuring unit 181: first temperature sensor
182: second temperature sensor 190: upper side temperature measurement unit
191: third temperature sensor 192: fourth temperature sensor
200: heating temperature measuring unit 210: control unit
220: motor 230: load cell
500: measurement server 510: server communication unit
520: measurement condition generating unit 530: temperature recording unit
540: thermal equilibrium detection unit 550: temperature difference calculation unit
560: thermal conductivity calculator
Claims (4)
상기 열전도율 측정기(100)는, 상기 하측필러고정부(120) 및 상기 상측필러고정부(130)를 각각 수용하여 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130) 사이에 위치된 샘플이 외부의 공기와 접촉되는 것을 방지하기 위해 진공상태가 되도록 밀폐시키기 위한 하측커버부(140) 및 상측커버부(150)와, 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 샘플의 위치를 고정시키기 위해 상기 상측필러고정부(130)의 높이 내지 수평을 조절하기 위한 모터부(220)를 포함하고,
상기 하측필러고정부(120)는, 상기 샘플의 일측면이 접촉되도록 안착시키면서 상기 샘플의 일측면이 가열되도록 상기 가열부(160)에 의해 가열되며,
상기 상측필러고정부(130)는, 상기 샘플의 타측면에 접촉되기 위해 상기 하측필러고정부(120)와 맞닿도록 밀착되면서 상기 샘플의 타측면이 냉각되도록 상기 냉각부(170)에 의해 냉각되고,
상기 하측커버부(140)의 내측과 상기 하측필러고정부(120) 사이에는, 상기 가열부(160)의 한계에 의해 가열되지 않을 때 상기 하측필러고정부(120)의 온도를 상승시켜 상기 샘플의 일측면에 열을 추가로 전달하기 위한 보조가열재(141)를 포함하며,
상기 상측커버부(150)과 상기 상측필러고정부(130) 사이에는, 높은 열로 인해 상기 냉각부(170)가 손상되지 않도록 보호하기 위한 보온재(151)를 포함하는 열전도율 측정시스템.
A lower filler fixing part 120 positioned on one side of the sample for measuring thermal conductivity, an upper filler fixing part 130 positioned on the other side of the sample, and heating generated to heat one side of the sample The unit 160, the cooling unit 170 cooled to cool the other side of the sample, and the first temperature sensor 181 and the second temperature sensor 181 so as to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the lower filler fixing unit 120 The lower temperature measuring unit 180 for measuring the first temperature and the second temperature by locating the temperature sensor 182 and the third temperature sensor 191 so as to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the upper pillar fixing unit 130 ) and a fourth temperature sensor 192 to position the upper temperature measuring unit 190 for measuring the third temperature and the fourth temperature, and a heating temperature measuring unit 200 for measuring the temperature of the heating unit 160 . ), and a thermal conductivity meter 100 including a control unit 210 for controlling the temperature of the heating unit 160, and a starting point of thermal equilibrium of the sample and a time point after maintaining thermal equilibrium for a preset period of time In the thermal conductivity measurement system comprising a measurement server 500 for calculating the thermal conductivity of the sample by detecting,
The thermal conductivity meter 100 accommodates the lower pillar fixing unit 120 and the upper pillar fixing unit 130, respectively, and is located between the lower pillar fixing unit 120 and the upper pillar fixing unit 130. The lower cover part 140 and the upper cover part 150 for sealing the sample to a vacuum state to prevent contact with external air, and the upper part to fix the position of the sample according to a preset measurement condition. Includes a motor 220 for adjusting the height or horizontal of the pillar fixing portion 130,
The lower filler fixing part 120 is heated by the heating part 160 so that one side of the sample is heated while seated so that one side of the sample is in contact,
The upper filler fixing part 130 is cooled by the cooling part 170 so that the other side of the sample is cooled while being in close contact with the lower filler fixing part 120 to come into contact with the other side of the sample. ,
Between the inner side of the lower cover part 140 and the lower filler fixing part 120, when it is not heated by the limit of the heating part 160, the temperature of the lower filler fixing part 120 is increased to increase the temperature of the sample. It includes an auxiliary heating material 141 for additionally transferring heat to one side of the
Between the upper cover part 150 and the upper filler fixing part 130, a thermal conductivity measuring system including a thermal insulation material 151 for protecting the cooling part 170 from being damaged due to high heat.
상기 측정서버(500)는, 상기 열전도율 측정기(100)와 통신하기 위한 서버통신부(510)와, 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 제어부(210)와 상기 모터부(220)로 전송하기 위해 상기 샘플의 열전도율을 측정하기 위한 온도와 상기 샘플의 위치를 입력하여 측정조건을 생성하기 위한 측정조건생성부(520)와, 상기 서버통신부(510)를 통해 상기 제2온도센서(182)의 제2온도와 상기 제3온도센서(191)의 제3온도를 합산하고 평균값을 산출하여 생성된 샘플의 온도를 누적하여 기록하기 위한 온도기록부(530)와, 상기 온도기록부(530)에 기록된 온도가 일정해져 상기 샘플이 열 평형되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 열 평형이 유지된 지점을 검출하기 위한 열평형검출부(540)와, 상기 검출된 샘플의 열 평형 시작점 및 유지되는 시점에 상기 하측온도측정부(180)와 상기 상측온도측정부(190)로부터 측정된 각 제1온도 내지 제4온도를 수신받아 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 산출하기 위한 온도차산출부(550)와, 상기 산출된 제1온도 및 제2온도의 온도차와 제3온도 및 제4온도의 온도차를 이용하여 상기 샘플의 열전도율을 산출하기 위한 열전도율산출부(206)를 포함하는 열전도율 측정시스템.
The method according to claim 1,
The measurement server 500 includes a server communication unit 510 for communicating with the thermal conductivity meter 100 and a server communication unit 510 to transmit to the control unit 210 and the motor unit 220 through the server communication unit 510 . A measurement condition generating unit 520 for generating a measurement condition by inputting a temperature for measuring the thermal conductivity of the sample and a location of the sample, and the second temperature sensor 182 through the server communication unit 510 A temperature recording unit 530 for accumulating and recording the temperature of a sample generated by summing the temperature and the third temperature of the third temperature sensor 191 and calculating an average value, and the temperature recorded in the temperature recording unit 530 is A thermal equilibrium detection unit 540 for detecting a starting point at which the sample is thermally balanced and a point at which thermal equilibrium is maintained for a predetermined period of time by being constant, and the lower temperature measuring unit at a starting point and maintaining time of the thermal equilibrium of the detected sample Receive each of the first to fourth temperatures measured from 180 and the upper temperature measuring unit 190 to calculate the temperature difference between the first temperature and the second temperature and the third temperature and the fourth temperature a temperature difference calculating unit 550 for, and a thermal conductivity calculating unit 206 for calculating the thermal conductivity of the sample using the calculated temperature difference between the first temperature and the second temperature and the temperature difference between the third temperature and the fourth temperature. thermal conductivity measurement system.
상기 샘플의 제1온도 내지 제4온도를 측정하기 전에는, 상기 열전도율 측정기(100)에서 하측필러고정부(120)에 상기 샘플의 일측면이 접촉되도록 안착시키는 샘플안착단계와, 상기 하측필러고정부(120)에 안착된 샘플이 고정되도록 상기 하측필러고정부(120)에 상측필러고정부(130)를 밀착시킨 후 상기 샘플이 끼워진 상기 하측필러고정부(120)와 상기 상측필러고정부(130)를 하측커버부(140) 및 상측커버부(150) 내에 수용하는 샘플밀착단계를 포함하고,
상기 열전도율 측정기(100)에서 미리 설정된 측정조건에 따라 상기 샘플의 위치를 고정시키기 위해 모터부(220)를 통해 상기 상측필러고정부(130)의 높이 내지 수평을 조절하며,
상기 샘플의 제1온도 내지 제4온도를 측정한 후에는, 상기 측정된 제1온도 내지 제4온도를 수신받은 측정서버(500)에서 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 제3온도 및 제4온도의 온도차를 비교한 차이값이 미리 설정된 열평형차이범위에 포함되고 일정시간 유지되면 상기 샘플의 열평형상태인 것으로 판단하여 상기 샘플의 열평형이 되는 시작점과 미리 설정된 일정시간 동안 열평형이 유지된 시점을 검출하는 열평형검출단계와, 상기 열전도율 측정기(100)에서 상기 측정서버(500)로부터 검출된 샘플의 열평형이 되는 시작점과 일정시간 열평형이 유지된 시점에 상기 하측필러고정부(120)에 위치된 하측온도측정부(180)의 제1온도센서(181) 및 제2온도센서(182)를 통해 제1온도 및 제2온도를 측정하고 상기 상측필러고정부(130)에 위치된 상측온도측정부(190)의 길이방향 양측에 위치된 제3온도센서(191) 및 제4온도센서(192)를 통해 제3온도 및 제4온도를 측정하는 구리고정부온도측정단계와, 상기 측정서버(500)에서 상기 측정된 제1온도 및 제2온도와 상기 측정된 제2온도 및 제3온도와 상기 측정된 제3온도 및 제4온도에 대한 각 온도차를 산출하는 온도차산출단계를 포함하고,
상기 열전도율산출단계는, 상기 측정서버(500)에서 상기 제1온도 및 제2온도의 온도차와 상기 측정된 제2온도 및 제3온도의 온도차와 상기 측정된 제3온도 및 제4온도의 온도차를 역수로 한 후 온도기울기를 산출하는 열전도율 측정시스템을 이용한 열전도율 측정방법.In the thermal conductivity meter 100 for heating and cooling the sample according to the preset measurement temperature, the first temperature and the second temperature measured adjacent to the lower side of the sample, and the third temperature and the fourth temperature measured adjacent to the upper side of the sample In the thermal conductivity measurement method using a thermal conductivity measurement system comprising a thermal conductivity calculation step of calculating the thermal conductivity of the sample using temperature,
Before measuring the first temperature to the fourth temperature of the sample, a sample seating step of seating one side of the sample in contact with the lower filler fixing part 120 in the thermal conductivity meter 100, and the lower filler fixing part The upper filler fixing part 130 is closely attached to the lower filler fixing part 120 so that the sample seated on 120 is fixed, and then the lower filler fixing part 120 and the upper filler fixing part 130 in which the sample is inserted. ) including a sample adhesion step of accommodating the lower cover part 140 and the upper cover part 150,
Adjusting the height or horizontal of the upper pillar fixing part 130 through the motor 220 to fix the position of the sample according to the measurement conditions set in advance in the thermal conductivity meter 100,
After measuring the first temperature to the fourth temperature of the sample, the temperature difference between the first temperature and the second temperature and the third temperature in the measurement server 500 receiving the measured first temperature to the fourth temperature And if the difference value comparing the temperature difference of the fourth temperature is included in the preset thermal equilibrium difference range and maintained for a predetermined time, it is determined that the sample is in thermal equilibrium state, and the starting point at which the sample becomes thermal equilibrium and heat for a preset period of time A thermal equilibrium detection step of detecting the time when the equilibrium is maintained, and the starting point at which the thermal equilibrium of the sample detected from the measurement server 500 in the thermal conductivity meter 100 is maintained and the lower filler at the time when the thermal equilibrium is maintained for a certain period of time The first temperature and the second temperature are measured through the first temperature sensor 181 and the second temperature sensor 182 of the lower temperature measuring unit 180 located in the fixing unit 120, and the upper filler fixing unit 130 ) a copper fixing part temperature measuring step of measuring the third temperature and the fourth temperature through the third temperature sensor 191 and the fourth temperature sensor 192 located on both sides in the longitudinal direction of the upper temperature measuring part 190 located in the and a temperature difference calculation for calculating each temperature difference between the measured first and second temperatures, the measured second and third temperatures, and the measured third and fourth temperatures in the measurement server 500 comprising steps,
In the thermal conductivity calculation step, the temperature difference between the first temperature and the second temperature in the measurement server 500, the temperature difference between the measured second temperature and the third temperature, and the temperature difference between the measured third temperature and the fourth temperature A method of measuring thermal conductivity using a thermal conductivity measurement system that calculates the temperature gradient after turning it into a reciprocal number.
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309729A (en) | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Device and method for measuring thermal conductivity |
WO2012020074A1 (en) | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Technische Universität Darmstadt | Method and device for determining thermal conductivity and thermal diffusivity of a measurement sample |
JP2012032196A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Espec Corp | Thermal conduction measuring apparatus and thermal conduction measuring method |
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JP6013484B2 (en) * | 2011-08-30 | 2016-10-25 | ノボ・ノルデイスク・エー/エス | Device for sequential delivery of fluids |
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WO2018131482A1 (en) | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 三菱電機株式会社 | Thermal conductivity measurement device and thermal conductivity measurement method |
CN108931551A (en) | 2018-05-31 | 2018-12-04 | 重庆大学 | A kind of surface of solids engaging portion contact conductane measuring device |
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---|---|---|---|---|
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US6331075B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-12-18 | Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Device and method for measuring thermal conductivity of thin films |
US8220989B1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-07-17 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration | Method and apparatus for measuring thermal conductivity of small, highly insulating specimens |
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309729A (en) | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Device and method for measuring thermal conductivity |
JP2012032196A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Espec Corp | Thermal conduction measuring apparatus and thermal conduction measuring method |
WO2012020074A1 (en) | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Technische Universität Darmstadt | Method and device for determining thermal conductivity and thermal diffusivity of a measurement sample |
JP6013484B2 (en) * | 2011-08-30 | 2016-10-25 | ノボ・ノルデイスク・エー/エス | Device for sequential delivery of fluids |
KR101322183B1 (en) | 2013-06-13 | 2013-10-28 | 한국지질자원연구원 | Vertical type device for measuring thermal conductivity of rocks and using method of the same |
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WO2018131482A1 (en) | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 三菱電機株式会社 | Thermal conductivity measurement device and thermal conductivity measurement method |
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