KR102324252B1 - Terminal Block Insert Type CJC Sensor Structure for Thermocouple Module of Industrial controller - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산업용 제어기 열전대 센서 모듈의 터미널 블록 삽입형 CJC 센서 구조체에 관한 것이다.
본 발명은 산업용 제어기 열전대 센서 모듈의 터미널 블록에 착탈 가능하게 결합되는 CJC 센서 구조체를 포함하고,
상기 CJC 센서 구조체는 기판, 상기 기판에 실장되는 센서부로 이루어지며,
상기 기판은 상기 센서부가 실장되는 실장부, 상기 실장부로부터 연장되고 상기 터미널 블록에 접속되는 접속부로 이루어지는 CJC 센서 구조체가 제공될 수 있다. The present invention relates to a terminal block-inserted CJC sensor structure of an industrial controller thermocouple sensor module.
The present invention includes a CJC sensor structure detachably coupled to a terminal block of an industrial controller thermocouple sensor module,
The CJC sensor structure consists of a substrate and a sensor unit mounted on the substrate,
The substrate may be provided with a CJC sensor structure including a mounting unit on which the sensor unit is mounted, and a connection unit extending from the mounting unit and connected to the terminal block.
Description
본 발명은 산업용 제어기 열전대 센서 모듈의 터미널 블록 삽입형 CJC 센서 구조체에 관한 것이다. The present invention relates to a terminal block-inserted CJC sensor structure of an industrial controller thermocouple sensor module.
산업용 제어기에는 온도를 측정하기 위한 열전대 센서 모듈을 사용할 수 있다. An industrial controller can use a thermocouple sensor module to measure temperature.
열전대 센서 모듈은 측정 오차를 줄이기 위한 CJC(Cold Junction Compensation; 냉점 보상)센서 구조체가 마련되는데, 이러한 CJC 센서 구조체는 제조상 양산이 쉽지 않고 터미널 블록으로부터 분리하는 경우, 단선되어 고장날 우려가 많다. The thermocouple sensor module is provided with a CJC (Cold Junction Compensation) sensor structure to reduce measurement errors. This CJC sensor structure is not easy to mass-produce due to manufacturing, and there is a high risk of failure due to disconnection when separated from the terminal block.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산업용 제어기의 열전대 센서 모듈에 마련되는 터미널 블록에 접속시켜서 열전대의 온도를 보상해주도록 하는 산업용 제어기 열전대 센서 모듈의 터미널 블록 삽입형 CJC 센서 구조체를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention was invented to solve the conventional problems as described above, and the problem to be solved by the present invention is an industrial controller that compensates the temperature of the thermocouple by connecting it to a terminal block provided in the thermocouple sensor module of the industrial controller. To provide a terminal block-inserted CJC sensor structure of a thermocouple sensor module.
본 발명의 해결 수단은 산업용 제어기 열전대 센서 모듈의 터미널 블록에 착탈 가능하게 결합되는 CJC 센서 구조체를 포함하고, 상기 CJC 센서 구조체는 기판, 상기 기판에 실장되는 센서부로 이루어지며, 상기 기판은 상기 센서부가 실장되는 실장부, 상기 실장부로부터 연장되고 상기 터미널 블록에 접속되는 접속부로 이루어지는 CJC 센서 구조체가 제공될 수 있다. A solution of the present invention includes a CJC sensor structure detachably coupled to a terminal block of an industrial controller thermocouple sensor module, wherein the CJC sensor structure includes a substrate and a sensor unit mounted on the substrate, wherein the substrate includes the sensor unit A CJC sensor structure including a mounting unit to be mounted, and a connection unit extending from the mounting unit and connected to the terminal block may be provided.
이와 같이, 본 발명에 따른 CJC 센서 구조체는 기판에 센서부 및 접속부를 마련할 수 있기 때문에 양산이 용이하여 대량 생산이 가능하고 비용을 절감 할 수 있다. As described above, since the CJC sensor structure according to the present invention can provide a sensor unit and a connection unit on a substrate, mass production is possible and costs can be reduced because mass production is easy.
본 발명에 따른 CJC 센서 구조체는 산업용 제어기 열전대 센서 모듈의 터미널 블록에 접속 및 해제를 위한 착탈 동작이 용이하고, 착탈 동작시 손상을 받지 않아 고장 가능성을 대폭 줄일 수 있다. The CJC sensor structure according to the present invention is easy to attach and detach for connection to and release from the terminal block of the industrial controller thermocouple sensor module, and it is not damaged during the detachment operation, so it is possible to significantly reduce the possibility of failure.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1로부터 CJC 센서 구조체의 접속상태를 나타낸 결합 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체의 확대도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4로부터 CJC 센서 구조체가 터미널 블록에 접속된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체의 접속 상태를 나타낸 결합 단면도이다.
도 9는 열전대를 설명하기 위한 열전대 센서의 개략도이다. 1 is a view showing a state in which a CJC sensor structure according to a first embodiment of the present invention is separated.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the connection state of the CJC sensor structure from FIG. 1 .
3 is an enlarged view of the CJC sensor structure according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 .
5 is a view showing a state in which the CJC sensor structure according to the second embodiment of the present invention is separated.
6 is a view showing a state in which the CJC sensor structure is connected to the terminal block from FIG. 4 .
7 is an enlarged view of the CJC sensor structure according to the second embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a connection state of a CJC sensor structure according to a second embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of a thermocouple sensor for explaining a thermocouple.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시 도면에 의거 상세하게 설명한다. Hereinafter, specific contents for carrying out the present invention will be described in detail based on the accompanying exemplary drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 CJC 센서 구조체(100)는 열전대 센서 모듈에 사용되는 터미널 블록(200)에 착탈 가능하게 결합되는 구조로 이루어질 수 있다.1 is a view showing a CJC sensor structure according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the
CJC 센서 구조체(100)는 소정의 면적을 가지는 기판(110), 기판(110)에 실장되는 센서부(120)로 이루어질 수 있다. The
CJC 센서 구조체(100)는 터미널 블록(200)에 간격을 두고 복수로 접속될 수 있다. The
센서부(120)는 온도 보상을 위해 칩(chip) 형태의 RTD(Resistance Temperature Detector : 측온 저항체) 센서이다. The
또한, 기판(110)은 센서부(120)가 실장되는 실장부(112), 실장부(112)로부터 연장되고 터미널 블록(200)에 접속되는 접속부(114)로 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 실장부(112)와 접속부(114)는 일체로 형성될 수 있다. Also, the
접속부(114)는 통전 가능하게 마련되고, 실장부(112)를 기준으로 터미널 블록(200)의 핀 간격 만큼의 간격을 두고 삽입되어 접속되며, 소정의 길이를 가지며 서로 이격된 상태의 한쌍으로 마련될 수 있고, 실장부(112)와 일체로 형성될 수 있다. The
센서부(120)는 실장부(112)에 납땜(솔더링)하여 고정되게 실장시킬 수 있다. The
도 4는 도 2의 A-A선 단면도로서, 편의상 개략적으로 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 터미널 블록(200)에는 CJC 센서 구조체(100)의 접속부(114)가 접속될 수 있는 접속 수단이 구비될 수 있다. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2 , and is schematically illustrated for convenience. Referring to FIG. 4 , the
접속 수단은 터미널 블록(200)에 형성되는 삽입홈(202), 삽입홈(202)안에 구비되는 해제 버튼(210)과 탄성부재(220)로 이루어질 수 있다. 해제 버튼(210)은 삽입홈(202)의 외부에서 내부로 입출되는 구조를 가질 수 있다. The connection means may include an
CJC 센서 구조체(100)의 접속부(114)는 삽입홈(202)안으로 삽입될 수 있고, 탄성부재(220)에 의해 탄지될 수 있다. The
CJC 센서 구조체(100)의 접속부(114)를 삽입홈(202)으로부터 분리시에는 해제 버튼(210)을 누르면, 탄성부재(220)와의 사이가 벌어져서 쉽게 CJC 센서 구조체(100)의 접속부(114)를 분리할 수 있다. When the
도 4에 있어서, 해제 버튼(210)은 터미널 블록(200)의 삽입홈(202)에 조립후 누름 동작 및 복귀 동작이 이루어지도록 구비된 구조로 이루어질 수 있다. In FIG. 4 , the
본 발명의 CJC 센서 구조체(100)는 기판(110)에 일체로 형성되는 접속부(114)가 터미널 블록(200)에 접속 및 분리가 가능하므로, 접속 및 해제 동작이 간편하고, CJC 센서 구조체(100)의 손상을 방지할 수 있다. In the
터미널 블록(200)에는 온도를 측정하기 위한 복수의 열전대 센서(미도시)가 마련될 수 있다. A plurality of thermocouple sensors (not shown) for measuring a temperature may be provided in the
열전대(Thermocouple)는 끝이 연결된 서로 다른 금속으로 구성되어 있다. 열전대의 접촉된 끝을 접합부(Junction)라고 부른다. 접합부가 가열되면 두개의 금속 사이로 전자가 흐른다. 이때 두 금속을 분리하면 한쪽 끝은 양극(+), 또 다른 금속은 음극(-)이 된다. Thermocouples are made up of different metals with connected ends. The contacted end of the thermocouple is called a junction. When the junction is heated, electrons flow between the two metals. At this time, when the two metals are separated, one end becomes an anode (+) and the other metal becomes a cathode (-).
각 금속은 서로 다른 극성으로 충전되는 것이다. 이를 제벡 효과(Seebeck effect)라고 부른다. Each metal is charged with a different polarity. This is called the Seebeck effect.
접합 부분과 개방된 부분 사이의 온도차가 크면 클수록 금속 위의 전하는 많아진다. 즉 두 금속의 전위차가 커지게 되는 것이다. The greater the temperature difference between the junction and the open portion, the greater the charge on the metal. That is, the potential difference between the two metals increases.
접합 부분과 개방된 부분을 똑 같은 온도로 열을 가하면 양쪽의 온도가 같아지고 두 금속의 온도차가 0℃가 된다.If heat is applied to the joint and the open part at the same temperature, the temperature of both sides becomes the same and the temperature difference between the two metals becomes 0°C.
도 9를 참조하면, 온도가 결정되는 열전대의 부분은 측정 접합부(Hot Junction), 기준점 (Cold Junction)으로 구분될 수 있다. Referring to FIG. 9 , a portion of the thermocouple whose temperature is determined may be divided into a measurement junction (hot junction) and a reference point (cold junction).
(a) 측정 접합부의 온도가 일정하다면 (예를 들어 항상 100℃ 라면) (b) 기준점의 온도에 따라 그 유기되는 전압의 크기가 좌우 된다. (a) If the temperature of the measurement junction is constant (for example, if it is always 100℃), (b) the magnitude of the induced voltage depends on the temperature of the reference point.
예를 들어 (b)의 기준점 온도가 20, 0, -20℃라면 각 측정온도는 100℃-20℃ = 80℃, 100℃-0℃ = 100℃, 100℃-(-20℃) = 120℃가 되어 실제 측정하고자 하는 (a) 측정 접합부의 온도와 다른 경우가 발생할 수 있다. For example, if the reference point temperature in (b) is 20, 0, -20℃, each measurement temperature is 100℃-20℃ = 80℃, 100℃-0℃ = 100℃, 100℃-(-20℃) = 120 It may become ℃ and it may be different from the temperature of the (a) measurement junction to be measured.
다시 말해서, 열전대의 열 기전력(전압)은 측정 접합부 온도와 기준점의 온도의 차이에 의한 온도에 해당하는 크기의 전압을 발생시킨다. 따라서, 정확한 측정 접합부 온도를 알기 위해서는 기준점의 온도를 0℃로 교정하여 측정할 필요가 있으나, 이는 현실적으로 어려우므로 기준점의 온도를 보상해 주는 것으로 대신하는 것이 CJC 센서의 기능이다.In other words, the thermal electromotive force (voltage) of the thermocouple generates a voltage having a magnitude corresponding to the temperature due to the difference between the temperature of the measurement junction and the temperature of the reference point. Therefore, in order to know the exact measurement junction temperature, it is necessary to calibrate the temperature of the reference point to 0°C and measure it. However, since this is difficult in reality, the function of the CJC sensor is to compensate the temperature of the reference point instead.
측정 접합부의 온도가 100℃이고, 기준점의 온도가 20℃라면 열전대 센서는 100℃-20℃ = 80℃에 해당하는 유기 전압을 발생할 것이고, 여기에 다시 20℃에 해당하는 전압을 더해 주면 100℃에 해당하는 전압을 나타낼 수 있다. 이때, 기준점의 온도를 검출하는 센서로 RTD(Resistance Temperature Detector; 측온 저항체)센서를 사용하는데, 냉점 보상을 위해 사용하기 때문에 CJC(Cold Junction Compensation) 센서라고 한다. If the temperature of the measuring junction is 100°C and the temperature of the reference point is 20°C, the thermocouple sensor will generate an induced voltage corresponding to 100°C-20°C = 80°C. can represent the voltage corresponding to . At this time, an RTD (Resistance Temperature Detector) sensor is used as a sensor for detecting the temperature of the reference point, and it is called a CJC (Cold Junction Compensation) sensor because it is used for cold point compensation.
CJC 센서는 열전대와 연결이 되는 터미널 블록의 주위 온도를 측정하여 실제 측정 온도에 대한 오차를 보상하는 것이다. The CJC sensor compensates for errors in the actual measured temperature by measuring the ambient temperature of the terminal block connected to the thermocouple.
CJC 센서는 일반적으로 스크류 타입 터미널 블록쪽의 플라스틱 케이스 부분에 위치할 수 있다. 만약 CJC의 온도가 올라가고 주위에 있는 접점 부위의 온도가 평형을 이루는 시간이 지나면 측정값은 보상된 값을 출력할 수 있다.The CJC sensor can usually be located in the plastic case part of the screw-type terminal block. If the temperature of CJC rises and the time passes for the temperature of the surrounding contact points to equalize, the measured value can output a compensated value.
본 발명은 제2 실시 예로서, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체(300)는 기판(310), 기판(310)에 실장되는 센서부(320)로 이루어질 수 있다. The present invention is a second embodiment, and with reference to FIGS. 5 to 8 , the
기판(310)에는 센서부(320)가 마련될 수 있다. A
또한, 기판(310)의 일측면에는 간격을 두고 한쌍의 접속핀(312)이 결합될 수 있다. In addition, a pair of
접속핀(312)은 도전성을 가지는 금속재로 이루어질 수 있고, 도 8을 참조하면, "ㄱ"자로 절곡된 구조를 가질 수 있다. The
접속핀(312)은 접속 방향과 평행하게 마련되는 제1 접속부(312a), 제1 접속부(312a)로부터 절곡되어서 기판(310)에 결합되는 제2 접속부(312b)로 이루어질 수 있다. The
접속핀(312)의 제1 접속부(312a)는 나사(410)의 헤드부 아래에 위치하는 와셔(420)의 밑에 삽입될 수 있고, 나사(410) 및 와셔(420)에 의해 압지될 수 있다. The
CJC 센서 구조체(300)의 해제시에는 터미널 블록(400)의 해당 위치의 나사(410)를 풀고 기판(310)의 접속핀(312)을 분리할 수 있다. When the
본 발명의 제2 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체(300)는 기판(310)에 접속핀(312)이 결합된 구조이므로, 터미널 블록(400)의 나사(410)에 접속 및 해제가 간편하게 이루어질 수 있다. Since the
CJC 센서 구조체(300)는 터미널 블록(400)의 나사(410)에 압지되더라도 접속핀(312)은 충분히 견딜 수 있고, 아무런 변형 및 손상을 받지 않고 접속된 상태를 유지할 수 있으며, 분리시에는 나사(410)를 약간 풀어서 분리하면 되므로, 분리 작업이 간편하게 이루어질 수 있다. Although the
본 발명의 제2 실시 예에 따른 CJC 센서 구조체(300)는 터미널 블록(400)의 나사(410)에 압지되는 구조에 대하여 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 제1 실시 예에 따른 접속 수단의 삽입홈(202)안에 착탈되게 접속될 수 있다. Although the
100 : CJC 센서 구조체 110 : 기판
112 : 실장부 114 : 접속부
120 : 센서부 200 : 터미널 블록
202 : 삽입홈 210 : 해제 버튼
220 ; 탄성 부재 300 : CJC 센서 구조체
310 : 기판 312 : 접속핀
312a : 제1 접속부 312b : 제2 접속부
320 : 센서부 400 : 터미널 블록
410 : 나사 420 : 와셔100: CJC sensor structure 110: substrate
112: mounting part 114: connection part
120: sensor unit 200: terminal block
202: insertion groove 210: release button
220 ; Elastic member 300: CJC sensor structure
310: board 312: connection pin
312a:
320: sensor unit 400: terminal block
410: screw 420: washer
Claims (6)
를 포함하고,
상기 CJC 센서 구조체는 열전대와 연결되는 상기 터미널 블록의 주위 온도를 측정하여 실제 측정 온도에 대한 오차를 보상해주며,
상기 CJC 센서 구조체는 기판, 상기 기판에 실장되는 센서부로 이루어지고,
상기 기판은 상기 센서부가 실장되는 실장부, 상기 실장부로부터 연장되고 상기 터미널 블록에 접속되는 접속부로 이루어지며,
상기 접속부는 실장부로부터 소정의 길이를 가지고 서로 이격된 한쌍으로 마련되며,
상기 접속부는 상기 실장부와 일체로 형성되고,
상기 CJC 센서 구조체는 상기 터미널 블록에 마련된 접속 수단에 착탈 가능하게 결합되고,
상기 접속 수단은,
상기 터미널 블록에 형성되고 상기 CJC 센서 구조체가 착탈되는 삽입홈, 상기 삽입홈안에 구비되고 CJC 센서 구조체를 분리시키는 해제 버튼, 상기 CJC 센서 구조체가 상기 삽입홈안에 삽입되면 탄지되게 하는 탄성부재로 이루어지는 CJC 센서 구조체.CJC sensor structure detachably coupled to the terminal block of the industrial controller thermocouple sensor module;
including,
The CJC sensor structure measures the ambient temperature of the terminal block connected to the thermocouple and compensates for errors in the actual measured temperature,
The CJC sensor structure consists of a substrate and a sensor unit mounted on the substrate,
The board includes a mounting unit on which the sensor unit is mounted, and a connection unit extending from the mounting unit and connected to the terminal block,
The connection part is provided in a pair spaced apart from each other with a predetermined length from the mounting part,
The connection part is formed integrally with the mounting part,
The CJC sensor structure is detachably coupled to a connection means provided on the terminal block,
The connection means,
CJC formed in the terminal block and comprising an insertion groove for attaching and detaching the CJC sensor structure, a release button provided in the insertion groove for separating the CJC sensor structure, and an elastic member that is elastic when the CJC sensor structure is inserted into the insertion groove sensor structure.
를 포함하고,
상기 CJC 센서 구조체는 열전대와 연결되는 상기 터미널 블록의 주위 온도를 측정하여 실제 측정 온도에 대한 오차를 보상해주며,
상기 CJC 센서 구조체는 기판, 상기 기판에 실장되는 센서부로 이루어지고,
상기 기판의 일측면에는 상기 터미널 블록에 접속되는 한쌍의 접속핀이 서로 이격된 상태로 결합되고,
상기 접속핀은 상기 터미널 블록의 접속 방향과 평행하게 마련되는 제1 접속부, 상기 제1 접속부로부터 절곡되어서 상기 기판에 결합되는 제2 접속부로 이루어지며,
상기 제1 접속부는 상기 터미널 블록에 마련되는 나사의 헤드부 아래에 압지되도록 삽입되는 CJC 센서 구조체. CJC sensor structure detachably coupled to the terminal block of the industrial controller thermocouple sensor module;
including,
The CJC sensor structure measures the ambient temperature of the terminal block connected to the thermocouple and compensates for errors in the actual measured temperature,
The CJC sensor structure consists of a substrate and a sensor unit mounted on the substrate,
A pair of connection pins connected to the terminal block are coupled to one side of the substrate in a spaced apart state from each other,
The connection pin consists of a first connection portion provided parallel to the connection direction of the terminal block, and a second connection portion bent from the first connection portion and coupled to the substrate,
The CJC sensor structure in which the first connection part is inserted so as to be pressed under the head part of the screw provided on the terminal block.
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