KR102449907B1 - A manufacturing method of temperature sensor using measure of exhaust gas - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 자동차 배기가스 측정용 온도센서는 절연 케이블의 일단에 온도소자를 접합하되, 상기 온도소자가 접합된 심선부를 고온에서 산화시킴으로써 케이블의 타단에서 공급되는 산소가 손실 없이 온도소자까지 충분히 공급되도록 하여 1,000℃ 내외의 고온에서도 부식이나, 열변형, 소자변성 등의 불량이 발생하지 않으면서도 정확도를 높일 수 있다.The temperature sensor for automobile exhaust gas measurement manufactured by the manufacturing method according to the present invention has a temperature element joined to one end of an insulated cable, but oxygen supplied from the other end of the cable is not lost by oxidizing the core wire to which the temperature element is bonded at a high temperature. By ensuring that the temperature element is sufficiently supplied, the accuracy can be improved even at a high temperature of around 1,000℃ without causing defects such as corrosion, thermal deformation, and element change.
Description
본 발명은 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법에 관한 것으로 , 상세하게는 절연 케이블의 일단에 온도소자를 접합하되, 상기 온도소자가 접합된 심선부를 고온에서 산화시킴으로써 케이블의 타단에서 공급되는 산소가 손실 없이 온도소자까지 충분히 공급되도록 하여 고온에서의 안정성을 높인 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas, and more particularly, a temperature element is bonded to one end of an insulated cable, and oxygen supplied from the other end of the cable by oxidizing a core wire to which the temperature element is bonded at a high temperature The present invention relates to a method for manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas, which has improved stability at high temperatures by sufficiently supplying it to a temperature element without loss.
1992년부터 유럽 연합 배기가스 규제 실시(EURO 1) 이후 전 세계적으로 각국의 조건에 맞추어 디젤 차량의 배기가스 규제가 진행되고 있다. 이러한 규제의 강화에 따른 부품 및 시스템 업체의 저감장치 개발과 자동차 메이커의 수요 확대되고 있으며, 특히 정밀한 배기가스의 컨트롤 및 배기가스 저감 모니터링을 위한 배기가스 온도센서 수요가 증대되고 있다.Since the implementation of the European Union's exhaust gas regulation (EURO 1) in 1992, diesel vehicle exhaust gas regulation has been in progress worldwide in accordance with the conditions of each country. With the strengthening of these regulations, the development of reduction devices by parts and system makers and the demand from automobile manufacturers are increasing. In particular, the demand for exhaust gas temperature sensors for precise exhaust gas control and exhaust gas reduction monitoring is increasing.
한편 온도센서는 온도의 변화에 감응하는 센서로 다양한 산업현장에서 사용되어서 자동으로 온도관리를 하기 위해 사용된다. 그리고 자동차에 사용되는 온도센서는 대략적으로 엔진 냉각수 온도 검출, 연료 온도 검출, 흡기 온도 검출, 배기가스 온도 검출을 위해 사용된다.On the other hand, a temperature sensor is a sensor that responds to changes in temperature and is used in various industrial sites for automatic temperature management. In addition, the temperature sensor used in automobiles is roughly used for engine coolant temperature detection, fuel temperature detection, intake air temperature detection, and exhaust gas temperature detection.
이들 중 배기가스의 온도 측정에 사용되는 온도센서는 소자의 소재에 따라 다르나, 작동범위가 -50 내지 1,100℃이며, HP-EGR(High Pressure Exhaust Gas Recirculation)에 장착되어 순환되는 배기가스의 온도를 측정하고 EGR 밸브의 개폐를 위한 신호를 전달하거나, 배기가스온도가 일정 온도 이상으로 상승 시 이것을 ECU (Engine Control Unit)에 전달하여 PM(Particulate Matter)의 재생 가능 온도를 전달하기 위해 구비된다. Among them, the temperature sensor used to measure the temperature of exhaust gas varies depending on the material of the device, but has an operating range of -50 to 1,100°C, and is installed in HP-EGR (High Pressure Exhaust Gas Recirculation) to measure the temperature of the circulating exhaust gas. It measures and transmits a signal for opening and closing the EGR valve, or when the exhaust gas temperature rises above a certain temperature, it is provided to the ECU (Engine Control Unit) to deliver the PM (Particulate Matter) regeneration temperature.
이러한 온도센서는 일반적으로 온도소자, 그리고 온도소자와 연결되는 미네랄 절연 케이블(M.I cable: mineral insulated cable)을 포함하여 구성된다. 온도소자와 미네랄 절연 케이블의 결합상태를 보면 온도소자에서 연장된 한 쌍의 전극선이 미네랄 절연 케이블의 종단에 위치한 배선과 접합되어 있다.Such a temperature sensor generally includes a temperature element and a mineral insulated cable (M.I cable) connected to the temperature element. If you look at the bonding state of the temperature element and the mineral insulated cable, a pair of electrode wires extending from the temperature element are joined to the wiring located at the end of the mineral insulated cable.
그리고 온도소자에서 생성된 전기적 신호가 미네랄 절연 케이블을 통해 전달되고 해당 전기적 신호는 미네랄 절연 케이블의 또 다른 종단과 연결된 리드와이어로 전달된 후에 리드와이어에 연결된 커넥터를 통해서 자동차 내의 MCU 등으로 전송되도록 한다. 그리고 온도소자의 전극선과 미네랄 절연 케이블의 배선을 접합할 때에는 일반적으로 전극선과 배선을 서로 맞댄 후에 레이저 용접 방식으로 접합한다.And the electrical signal generated by the temperature element is transmitted through the mineral insulated cable, and the corresponding electrical signal is transmitted to the lead wire connected to another end of the mineral insulated cable, and then to the MCU in the vehicle through the connector connected to the lead wire. . And, when bonding the electrode wire of the temperature element and the wiring of the mineral insulated cable, in general, the electrode wire and the wire are buttted together and then joined by laser welding.
상기 온도센서는 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분되는데, 접촉식은 검출대상물에 직접 센서를 접촉시켜 온도를 검출하는 방식이고, 비접촉식은 검출대상물에 방출되는 복사열을 측정하는 방식이다.The temperature sensor is largely divided into a contact type and a non-contact type. The contact type is a method of directly contacting the sensor to a detection object to detect the temperature, and the non-contact type is a method of measuring radiant heat emitted to the detection object.
그런데 자동차에 사용되는 온도센서는 자동차라는 특수한 환경 속에서 작동한다는 점과 탑승자의 안전과 결부되어 있다는 점 때문에 온도센서에 대해 높은 내환경성 및 고도의 신뢰성을 요구하고 있다. 따라서 상술한 자동차 배기가스 온도검출에 사용되는 온도소자는 위와 같은 내환경성 및 신뢰성을 위해 보통 접촉식보다는 비접촉식을 많이 사용하고 있다.However, high environmental resistance and high reliability of temperature sensors are required for temperature sensors used in automobiles because they operate in the special environment of automobiles and are linked to the safety of occupants. Therefore, the temperature element used for the above-described temperature detection of the exhaust gas of a vehicle generally uses a non-contact type rather than a contact type for the above-mentioned environmental resistance and reliability.
특히 접촉식의 경우 배기가스에 직접적으로 노출되기 때문에 응답속도는 빠르다는 장점을 갖고 있지만 배기가스에 의한 오염물질에 의해 온도소자가 오염되어 시간이 지날수록 응답 특성이 나빠져 신뢰성이 떨어진다는 단점을 가지고 있는 반면, 비접촉식의 경우 배기가스와 직접적으로 접촉하지 않기 때문에 접촉식과 같은 온도소자의 오염이 발생하지 않아 신뢰성에 유리하다는 장점이 있기 때문이다.In particular, the contact type has the advantage of fast response speed because it is directly exposed to exhaust gas, but the temperature element is polluted by the exhaust gas pollutants, and as time passes, the response characteristics deteriorate and reliability is lowered. On the other hand, since the non-contact type does not directly contact the exhaust gas, contamination of the temperature element like the contact type does not occur, which is advantageous for reliability.
비접촉식 온도소자의 경우 밀폐된 관 등에 내설되어서 온도소자와 전극선이 보호 받게 된다. 그리고 온도소자가 내설된 관 등의 빈 공간에는 충진재가 채워져서 내부의 온도소자와 전극선을 고정 및 보호하게 된다. In the case of a non-contact temperature element, the temperature element and the electrode wire are protected by being built into a sealed tube. In addition, a filler is filled in an empty space such as a tube having a built-in temperature element to fix and protect the internal temperature element and the electrode wire.
하지만 관 등에 내설되는 비접촉식 온도소자의 경우에는 온도소자가 내설될 관 등의 단면적이 작고 길이가 길어서 내부에 온도소자를 정확하게 위치시켜 조립하는 것이 어렵다는 제조공정상 문제점이 있다. 또한, 온도소자에 산소 공급이 불충분하게 되면 고온에서의 결정화(devitrification)로 인해 불순물에 대한 내성이 급격히 감소하거나 심지어는 온도소자의 절연층이 파괴되어 소자의 백금 패턴에 영향을 줄 수 있으며, 결국 패턴 손상으로 인한 저항값 변동으로 불량이 발생할 수 있기 때문에 이러한 점 또한 제조공정상의 어려움을 발생시키게 된다.However, in the case of a non-contact temperature element embedded in a tube, etc., there is a problem in the manufacturing process that it is difficult to accurately position and assemble the temperature element inside the tube, etc., because the cross-sectional area of the tube in which the temperature element is installed is small and the length is long. In addition, if the oxygen supply to the temperature element is insufficient, the resistance to impurities is rapidly reduced due to devitrification at high temperature or even the insulating layer of the temperature element is destroyed, which may affect the platinum pattern of the element, eventually This point also causes difficulties in the manufacturing process because defects may occur due to variations in resistance values due to pattern damage.
여기에 온도센서의 경우 그 특성 상 거의 1,000℃에 가까운 높은 온도 및 진동에 노출됨과 동시에 고온 배기가스에 의한 화학적 공격에 대한 내후성, 내구성, 기계적 안정성 및 신뢰성도 확보하면서도 온도 변화에 신속하게 반응하여야 하나, 그 구조의 특성 상 상기 특성을 모두 만족하는 온도센서를 제작하기 어렵다.In the case of temperature sensors, due to their characteristics, they are exposed to high temperatures and vibrations close to 1,000°C, and at the same time, they must respond quickly to temperature changes while securing weather resistance, durability, mechanical stability and reliability against chemical attack by high-temperature exhaust gases. , it is difficult to manufacture a temperature sensor that satisfies all of the above characteristics due to the characteristics of its structure.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 절연 케이블의 일단에 온도소자를 접합하되, 상기 온도소자가 접합된 심선부를 고온에서 산화시킴으로써 케이블의 타단에서 공급되는 산소가 손실 없이 온도소자까지 충분히 공급되도록 하여 고온에서의 안정성을 높인 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-described problem, wherein a temperature element is bonded to one end of an insulated cable, and by oxidizing the core wire to which the temperature element is bonded at a high temperature, oxygen supplied from the other end of the cable to the temperature element without loss An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a temperature sensor for measuring automobile exhaust gas, which is sufficiently supplied to increase stability at high temperatures.
본 발명은 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas.
본 발명의 일 양태는, One aspect of the present invention is
a) 배선, 절연체, 보호관을 포함하는 미네랄 절연 케이블을 준비하는 단계;a) preparing a mineral insulated cable including a wiring, an insulator, and a protective tube;
b) 상기 배선과 온도소자를 접합하는 단계;b) bonding the wiring and the temperature element;
c) 상기 온도소자를 외부와 차단하도록 튜브를 보호관과 접합하는 단계;c) joining the tube to the protective tube so as to block the temperature element from the outside;
d) 상기 미네랄 절연 케이블의 양 끝단 중 보호관이 접합된 부분을 900 내지 1,000℃의 온도에서 8 내지 20시간 동안 가열하여 산화 처리하는 단계; 및d) oxidation treatment by heating the portion to which the protective tube is joined among both ends of the mineral insulated cable at a temperature of 900 to 1,000° C. for 8 to 20 hours; and
e) 상기 튜브의 내부에 충전재를 충전하고, 상기 튜브를 봉인하는 단계;e) filling the inside of the tube with a filler and sealing the tube;
를 포함하는 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method of manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas comprising a.
본 발명에서 상기 d) 단계는,In the present invention, step d) is
d1) 상기 튜브를 가열로에 투입하고 상온에서 950 내지 1,000℃까지 온도를 승온하면서 30 내지 60분간 가열하는 단계;d1) putting the tube into a heating furnace and heating the tube for 30 to 60 minutes while raising the temperature from room temperature to 950 to 1,000°C;
d2) 상기 가열로를 1,000℃ 이하의 온도를 유지하면서 480 내지 1,200분간 튜브를 방치하는 단계; 및 d2) leaving the tube for 480 to 1,200 minutes while maintaining the heating furnace at a temperature of 1,000° C. or less; and
d3) 상기 가열로를 가열로 내 자연 냉각하여 냉각하여 200℃까지 온도를 하강시키는 단계;d3) lowering the temperature to 200° C. by cooling the heating furnace by natural cooling in the heating furnace;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it includes.
또한 상기 d) 단계는 대기 분위기 하에서, 더욱 상세하게는 산소 분위기 하에서 진행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step d) is characterized in that it proceeds under an atmospheric atmosphere, more specifically, under an oxygen atmosphere.
또한 상기 배선, 금속관 및 튜브는, 알루미늄, 탄소, 크롬, 구리, 철, 망간, 니켈, 황, 규소, 질소, 지르코늄, 몰리브덴, 티타늄, 니오븀 및 인에서 선택되는 둘 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wiring, metal tube and tube, aluminum, carbon, chromium, copper, iron, manganese, nickel, sulfur, silicon, nitrogen, zirconium, molybdenum, titanium, niobium and phosphorus comprising two or more materials selected from do.
또한 상기 충전재는 산화마그네슘, 산화아연, 질화붕소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 질화알루미늄, 질화규소 및 시멘트에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 한다.In addition, the filler is characterized in that any one or a plurality selected from magnesium oxide, zinc oxide, boron nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, aluminum nitride, silicon nitride and cement.
본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 자동차 배기가스 측정용 온도센서는 절연 케이블의 일단에 온도소자를 접합하되, 상기 온도소자가 접합된 심선부를 고온에서 산화시킴으로써 케이블의 타단에서 공급되는 산소가 손실 없이 온도소자까지 충분히 공급되도록 하여 1,000℃ 내외의 고온에서도 부식이나, 열변형, 소자변성 등의 불량이 발생하지 않으면서도 정확도를 높일 수 있다. The temperature sensor for automobile exhaust gas measurement manufactured by the manufacturing method according to the present invention has a temperature element joined to one end of an insulated cable, but oxygen supplied from the other end of the cable is not lost by oxidizing the core wire to which the temperature element is bonded at a high temperature. By ensuring that the temperature element is sufficiently supplied, the accuracy can be improved even at a high temperature of around 1,000℃ without causing defects such as corrosion, thermal deformation, and element change.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 분해사시도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 캡, 튜브 및 온도소자의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 온도소자와 미네랄 절연 케이블이 결합된 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 플랜지의 단면을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 처리 과정을 도시한 것이다.1 is an exploded perspective view of a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a cap, a tube and a temperature element according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a temperature element according to the present invention and a mineral insulated cable are combined.
4 shows a cross-section of a flange according to the present invention.
5 illustrates an oxidation treatment process according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법을 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.Hereinafter, a method of manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas according to the present invention will be described in more detail by way of Examples and Comparative Examples. However, the embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments presented below and may be embodied in other forms, and the embodiments presented below are only described to clarify the spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the technical field to which this invention belongs, and in the following description, it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Descriptions of possible known functions and configurations will be omitted.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.Also, the singular forms used in the specification and appended claims may also be intended to include the plural forms unless the context specifically dictates otherwise.
또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In addition, the drawings introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. Also, like reference numerals refer to like elements throughout.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.Also, the singular forms used in the specification and appended claims may also be intended to include the plural forms unless the context specifically dictates otherwise.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It should be understood that elements may be “connected,” “coupled,” or “connected.”
본 발명에 따른 자동차 배기가스 측정용 온도센서는 도 1 등과 같이 내부에 온도소자를 가지며, 구체적으로 캡(110), 튜브(120), 온도소자(130), 플랜지(140) 및 미네랄 절연 케이블(150)을 포함할 수 있다.The temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas according to the present invention has a temperature element inside as shown in FIG. 1, specifically, a
먼저, 본 발명의 자동차 배기가스 측정용 온도센서는 전체적으로 긴 원형의 막대형상을 하고 있고, 상단부터 튜브(120)에 삽입되는 캡(110), 내부에 온도소자를 감싸 보호하고, 미네랄 절연 케이블의 상단에 끼워지며 결합하는 튜브(120), 튜브 내에 위치하며, 상기 미네랄 절연 케이블의 배선과 접합되는 온도소자(130), 상단에는 배선(151)이 노출되어 상기 온도소자와 접합되는 동시에 상기 튜브와 결합되어 상기 온도소자를 보호하는 미네랄 절연 케이블(150) 및 상기 미네랄 절연 케이블의 외측면 일부에 끼워지는 플랜지가 결합되는 구조를 가진다. 또한 상기 튜브 내부에는 충전재가 채워지며, 미네랄 절연 케이블의 내부에는 절연재가 층(154)을 이뤄 채워진다.First, the temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas of the present invention has a long circular rod shape as a whole, a
상기 캡(110)은 튜브 내부에 충전재를 채우는 공정 후에 상기 튜브 상단부에 삽입, 접합되어 결합함으로써 상기 튜브를 밀폐하는 기능을 수행한다.The
이때 상기 캡은 도 2와 같이 일정 두께를 가지는 원형의 플레이트 형상을 가지며, 상기 튜브(120)의 상단에 결합되어 튜브 내부를 밀폐하는 구조체로서, 중앙의 몸체인 캡몸체(111), 캡몸체의 상면 중심에 원형으로 함몰된 합입부(112) 및 상기 캡몸체의 하면에 원형으로 돌출된 돌출단(113)을 포함할 수 있다.At this time, the cap has a circular plate shape having a certain thickness as shown in FIG. 2, is a structure coupled to the upper end of the
상기 캡몸체는 직경이 튜브(120)의 직경과 일치되도록 하여, 상기 캡(110)이 튜브(120)와 결합될 때 캡몸체(111)의 하면이 튜브(120) 상단면과 접촉하도록 구비된다.The cap body has a diameter that matches the diameter of the
또한 상기 돌출단(113)은 그 직경이 튜브(120)의 내경과 일치되도록 할 수 있다. 그래서 캡(110)이 튜브(120)와 결합될 때 돌출단(113)의 외주면이 튜브(120)의 내주면과 접촉하게 된다. 따라서, 캡(110)을 튜브(120)에 끼워 넣기만 하면 곧바로 돌출단(113)에 의해서 중심이 맞게 되므로 따로 캡(110)을 튜브(120)와 결합하기 위하여 중심을 맞출 필요가 없게 되므로 제조공정이 빨라져 제조효율이 높아지게 된다.In addition, the
또한 상기 돌출단(113)은 상술한 바와 같이 상기 캡몸체의 하면에서 일정 높이로 돌출된 구조를 가지므로, 캡(110)이 튜브(120)에 결합될 때 튜브 내부에 채워진 충전재가 돌출단(113)의 돌출된 면에 의해 눌리면서 결합되기 때문에 충전재에 형성되어 있을 수 있는 미세 기포 등을 없애고 온도센서의 계측율을 높일 수 있다.In addition, since the
상기 튜브(120)는 양단이 개방된 원통형 형상을 하되 상부와 하부의 이중 구조로 하고 하단이 미네랄 절연 케이블(150) 중 보호관(152)의 일단에 결합됨으로써 그 내부에 온도소자(140)를 수용할 수 있도록 하는 구조체로서, 도 2와 같이 튜브상단(121), 단턱(122), 튜브하단(123) 및 튜브용접부(124)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 튜브상단(121)은 외경이 상기 보호관(162)의 직경 이하임과 동시에 내경은 상기 온도소자(130)의 폭과 일치하거나 일정 이상 크도록 형성된다. 여기서 미네랄 절연 케이블(150)과 결합되는 부위는 튜브하단(123)이 되므로 튜브상단(121)은 미네랄 절연 케이블(150)의 직경 크기에 구애 받지 않고 내부에 위치한 온도소자(130)와의 간격을 최소로 할 수 있는 내경을 가지도록 한다.The tube
상기 튜브하단(123)은 내경이 미네랄 절연 케이블(150)의 보호관(152)의 외경과 일치하도록 형성되도록 하여 보호관(152) 상단부에 씌워지며 결합될 수 있도록 한다. 따라서 종래와는 달리 튜브(120)를 미네랄 절연 케이블(150)과 조립할 때 중심을 따로 조정하지 않아도 곧바로 튜브 하부를 미네랄 절연 케이블에 씌우면 중심이 맞도록 하고 있기 때문에 조립정밀도가 높고 조립이 신속하고 용이한 효과가 있다.The tube
상기 단턱(122)은 상기 튜브상단(121)과 상기 튜브하단(123)의 결합부로서 튜브상단(121)의 단면적이 튜브하단(123)의 단면적보다 작기 때문에 형성되는 턱을 지칭하는 것으로, 보호관(152)이 상기 튜브하단(123)으로 삽입되며 결합될 때 보호관(152)의 종단면과 단턱(122)의 내부면이 맞닿으며 단턱(122)에 걸려서 고정되도록 한다. 따라서 종래와는 달리 온도센서의 조립공정 시 튜브(120)가 미네랄 절연 케이블(150)의 보호관(152)에 삽입되는 길이를 조정할 필요가 없기 때문에 조립공정이 용이하게 되는 효과가 있게 된다.The
상기 튜브용접부(124)는 튜브하단(123)의 종단부 중 미네랄 절연 케이블(150)의 보호관(152) 표면과 대향하는 부위로서, 튜브(120)를 미네랄 절연 케이블(150)에 조립하고 난 후에 튜브하단(123)의 종단부와 상기 보호관(152)을 용접이나 접착제 등으로 접합하게 된다.The
상기 캡과 튜브는 그 재질을 한정하지 않으나, 알루미늄, 탄소, 크롬, 구리, 철, 망간, 니켈, 황, 규소, 질소, 지르코늄, 몰리브덴, 티타늄, 니오븀 및 인에서 선택되는 둘 이상의 물질을 포함하는 합금인 것이 바람직하다.The cap and tube are not limited in material, but include two or more materials selected from aluminum, carbon, chromium, copper, iron, manganese, nickel, sulfur, silicon, nitrogen, zirconium, molybdenum, titanium, niobium and phosphorus It is preferably an alloy.
구체적으로 상기 캡과 튜브는 니켈 61 내지 62 중량%, 크롬 22 내지 23 중량%, 알루미늄 1 내지 2 중량%, 탄소 0.01 내지 0.1 중량%, 망간 0.1 내지 0.5 중량%, 규소 0.1 내지 0.5 중량% 및 철 13 내지 15 중량%의 조성을 갖는 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. Specifically, the cap and tube may include 61 to 62% by weight of nickel, 22 to 23% by weight of chromium, 1 to 2% by weight of aluminum, 0.01 to 0.1% by weight of carbon, 0.1 to 0.5% by weight of manganese, 0.1 to 0.5% by weight of silicon, and iron It is preferably formed of an alloy having a composition of 13 to 15% by weight.
상기 조성은 니켈을 주체로 한 내열합금으로 내열성이 좋고, 900℃ 이상의 산화기류 속에서 산화하지 않아 고온을 견뎌야 하는 센서의 외피 재질로 바람직하며, 황을 함유하는 배기가스에도 침지되지 않으며, 고온에서의 신장, 인장강도, 항복점 등 여러 기계적 물성이 우수하며, 내식성이 높아 바람직하다.The composition is a heat-resistant alloy mainly made of nickel, has good heat resistance, is not oxidized in an oxidizing air stream of 900 ° C. or higher, and is therefore suitable as a material for the outer skin of a sensor that must withstand high temperatures, is not immersed in exhaust gas containing sulfur, and is It has excellent mechanical properties such as elongation, tensile strength, and yield point, and is preferable because of its high corrosion resistance.
상기 온도소자(130)는 도 2와 같이 미네랄 절연 케이블의 일단에 노출된 배선과 접합되어 온도를 감지하는 부분으로, 상기 온도소자는 상기 배선과 접합되는 한 쌍의 전극선(131)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
상기 온도소자는 일반적으로 다양한 종류의 온도 센서 소자가 사용될 수 있는데, 일예로 상기 온도소자는 백금저항 온도센서 중에서 HDZ420(Heraeus) 등을 사용할 수 있다.In general, various types of temperature sensor elements may be used as the temperature element. For example, the temperature element may use a platinum resistance temperature sensor such as HDZ420 (Heraeus).
물론 이는 하나의 예시에 불과하며 온도소자(130)는 그 외에도 써미스터(Thermistor)나 열전대 써머커블 등과 같이 유사한 특성과 재질을 가지는 다양한 종류의 온도 센서 소자로 얼마든지 대체될 수 있음은 물론이다.Of course, this is only an example, and the
상기 백금저항 온도 센서의 경우는 금속 도체의 전기저항이 온도변화에 따라서 달라지는 현상을 활용하는 것인데, 그 중 고순도의 백금의 경우에는 다른 금속에 비해 온도변화에 따른 전기저항의 변화가 직선적이고 온도 계수가 커서 안정성이 크고 고정밀 측정이 가능하다는 장점을 가지고 있다.In the case of the platinum resistance temperature sensor, a phenomenon in which the electrical resistance of a metal conductor changes according to a change in temperature is utilized. It has the advantage of high stability and high-precision measurement.
상기 전극선(131)은 온도소자에서 연장되는 한 쌍의 금속선으로서 엠아이케이블(150)의 배선(151)과 서로 겹쳐지게 한 후에 겹쳐진 부분을 아크 용접이나 레이저 용접 방식 등으로 접합할 수 있다.The
상기 전극선은 재질을 한정하지 않는 바, 예를 들어 백금, 니켈 및 구리 등에서 선택되는 어느 하나 또는 복수일 수 있으며, 이들 중 백금을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The electrode wire is not limited in material, for example, may be any one or a plurality selected from platinum, nickel and copper, and it is most preferable to use platinum among them.
상기 플랜지(140)는 양단이 개방된 원통형 형상을 하여 상기 미네랄 절연 케이블(150)이 관통되며 결합되도록 하는 구조체로서, 본 발명의 자동차 배기가스 시스템용 온도센서가 실제 자동차 배기가스 시스템에 조립될 때 미네랄 절연 케이블(150)이 자동차의 배기가스 관 등에 삽입되고 난 후에 배기가스 관 등의 연결부위를 밀봉하는 기능을 수행하게 된다.The
구체적으로 상기 플랜지(140)는 도 4와 같이 외주면이 확장 연장되는 플랜지상단(141)과, 상기 플랜지상단(141)의 직경 이하인 플랜지하단(142)을 포함하여 구성됨으로써 상기 플랜지상단(141)과 플랜지하단(142)이 턱을 형성하며 연결되도록 할 수 있다.Specifically, the
따라서 본 발명에 따른 온도센서가 실제 배기가스 시스템에 조립되고 난 후에 외주면이 확장, 연장되어 단면적이 큰 플랜지상단(141)이 배기가스 관의 종단부를 밀폐하고 있게 되므로 자동차에 의한 진동이나 충격 등에 의해 온도센서의 결합 부위가 안정되게 유지되며 배기가스가 누출되지 않고 밀폐될 수 있게 한다.Therefore, after the temperature sensor according to the present invention is assembled in the actual exhaust gas system, the outer peripheral surface is expanded and extended so that the flange
상기 플랜지 또한 재질을 한정하지 않으며, 재질의 예를 들면 스테인레스(austenite, martensite, ferrite 등)나 기타 철계 또는 비철계 금속을 사용할 수 있으며, 이들 중 오스테나이트계 스텐인레스강인 쾌삭 스텐인레스강(ST303)을 사용하는 것이 좋다. 상기 오스테나이트계 스텐인레스강은 크롬과 니켈을 함유하고 있어 염분이나 산에 대한 내식성이 우수한 성질을 가지고 있다. 물론 플랜지(150)의 재질이 상기 쾌삭 스텐인레스강(ST303)에 한정되는 것이 아니고 유사한 특성을 가지는 다양한 종류의 재질로 대체될 수 있음은 당연하다 할 것이다.The flange is also not limited in material, and for example, stainless (austenite, martensite, ferrite, etc.) or other ferrous or non-ferrous metals can be used. good to do Since the austenitic stainless steel contains chromium and nickel, it has excellent corrosion resistance to salt or acid. Of course, the material of the
상기 미네랄 절연 케이블은 긴 막대 형상을 하는 구조체로서, 도 3과 같이 일단에서 돌출 연장되어 상기 전극선(131)과 연결되는 배선(151)과, 타단에서 돌출 연장되어 타장치와 연결될 수 있도록 하는 리드와이어(153)와, 상기 배선(151)을 감싸는 원통형의 형상을 하고 내부에는 절연체층(154)이 형성된 보호관(152)을 포함할 수 있다.The mineral insulation cable is a long rod-shaped structure, and as shown in FIG. 3 , a
상기 배선(151)은 미네랄 절연 케이블의 중심부에 구비되되 일단이 미네랄 절연 케이블의 상단에서 노출되어 있으며, 상기 온도소자의 전극선과 겹쳐진 후 용접 등으로 서로 접합될 수 있다.The
상기 보호관(152)은 양단이 개방되어 있는 원통형으로, 내부에 배선 및 절연체층(154)이 수용될 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 상기 보호관의 일단에는 튜브하단(123)이 씌워지며 일부가 서로 겹쳐지며 결합됨으로써 상기 미네랄 절연 케이블과 튜브와의 중심을 따로 조정하지 않아도 곧바로 튜브 하부를 미네랄 절연 케이블에 씌우면 중심을 일치시킬 수 있어 조립정밀도가 높고 조립이 신속하며 용이한 효과가 있다.The
상기 리드와이어(153)는 피복 끝 부분이 벗겨진 연장도선으로서 보호관(152)의 하단에 구비되어서 온도센서가 장착될 타장치와 연결될 수 있도록 모양이 형성된 와이어를 말한다. 본 발명의 일실시예에서 엠아이케이블(150)의 종단부의 연결방식을 상기 리드와이어(153)를 이용하여 연결하는 것을 예시하였지만, 이외에도 연결 피팅, 커넥터, 터미널 블록 등과 같이 유사한 기능을 수행하는 다양한 연결방식이 사용될 수 있음은 당연하다 할 것이다.The
상기 미네랄 절연 케이블의 배선 및 보호관 또한 그 재질을 한정하지 않으나, 상기 캡 및 튜브와 마찬가지로 알루미늄, 탄소, 크롬, 구리, 철, 망간, 니켈, 황, 규소, 질소, 지르코늄, 몰리브덴, 티타늄, 니오븀 및 인에서 선택되는 둘 이상의 물질을 포함하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 상기 캡, 튜브와 유사하게 니켈 61 내지 62 중량%, 크롬 22 내지 23 중량%, 알루미늄 1 내지 2 중량%, 탄소 0.01 내지 0.1 중량%, 망간 0.1 내지 0.5 중량%, 규소 0.1 내지 0.5 중량% 및 철 13 내지 15 중량%의 조성을 갖는 것이 내열성, 내식성, 고온에서의 기계적 물성을 확보할 수 있어 바람직하다. The wiring and protective tube of the mineral insulated cable are also not limited in material, but like the cap and tube, aluminum, carbon, chromium, copper, iron, manganese, nickel, sulfur, silicon, nitrogen, zirconium, molybdenum, titanium, niobium and Preferably, two or more materials selected from phosphorus are included, and more preferably, similarly to the cap and tube, 61 to 62% by weight of nickel, 22 to 23% by weight of chromium, 1 to 2% by weight of aluminum, 0.01 to 0.1% by weight of carbon %, manganese 0.1 to 0.5% by weight, silicon 0.1 to 0.5% by weight, and iron 13 to 15% by weight is preferable because heat resistance, corrosion resistance, and mechanical properties at high temperatures can be secured.
상기 절연층(154)는 상기 보호관의 내부에 충전되어 상기 배선 등을 보호하는 역할을 하는 것으로, 상기 배선에 전달되는 고온을 차폐하면서도 산소, 수분, 황 등의 산화물질에 의해 상기 배선이 부식되는 것을 방지할 수 있다. The insulating
상기 절연층은 상기 튜브와 동일하게 산화마그네슘 등의 절연체로 상기 보호관의 내부를 충전하는 방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 산화마그네슘은 상술한 바와 같이 내열성이 우수하여 고온으로부터 소자를 보호할 수 있으며, 물리적, 화학적으로 변화가 적으면서도 전기적 절연특성을 유지하므로 바람직하다.The insulating layer is preferably formed by filling the inside of the protective tube with an insulator such as magnesium oxide in the same manner as the tube. As described above, magnesium oxide is preferable because it has excellent heat resistance to protect the device from high temperatures, and maintains electrical insulation properties while having little physical and chemical change.
이하 상기와 같은 구조를 가지는 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas having the above structure will be described in detail.
본 발명에 따른 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법은,A method of manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas according to the present invention,
a) 배선, 절연체, 보호관을 포함하는 미네랄 절연 케이블을 준비하는 단계;a) preparing a mineral insulated cable including a wiring, an insulator, and a protective tube;
b) 상기 배선과 온도소자를 접합하는 단계;b) bonding the wiring and the temperature element;
c) 상기 온도소자를 외부와 차단하도록 튜브를 보호관과 접합하는 단계;c) joining the tube to the protective tube so as to block the temperature element from the outside;
d) 상기 미네랄 절연 케이블의 양 끝단 중 보호관이 접합된 부분을 1,000℃ 이하의 온도, 바람직하게는 900 내지 1,000℃에서 2 내지 20시간 동안, 더욱 바람직하게는 8 내지 20시간 동안 가열하여 산화 처리하는 단계; 및d) Oxidation treatment by heating the portion to which the protective tube is joined among both ends of the mineral insulated cable at a temperature of 1,000° C. or less, preferably at 900 to 1,000° C. for 2 to 20 hours, more preferably for 8 to 20 hours. step; and
e) 상기 튜브의 내부에 충전재를 충전하고, 상기 튜브를 봉인하는 단계;e) filling the inside of the tube with a filler and sealing the tube;
를 포함할 수 있다.may include.
먼저 상기 a) 단계는 배선, 절연체, 보호관을 포함하는 미네랄 절연 케이블을 준비하는 단계로, 상기 미네랄 절연 케이블로 더욱 상세하게는 중심부에 구비되는 하나 또는 복수의 배선(151); 상기 배선의 측면을 감싸도록 형성되는 절연체층(154); 및 상기 절연체층의 측면에 피복되는 보호관(152);과, 상기 배선의 끝단 중 상기 온도소자의 전극선과 접합하지 않는 끝단이 연장되어 형성된 리드와이어(153);를 포함할 수 있다.First, step a) is a step of preparing a mineral insulated cable including a wiring, an insulator, and a protective tube, and more specifically, one or a plurality of
상기 a) 단계는 먼저 보호관 내부에 두 가닥 이상의 배선을 서로 이격하여 배치한 후, 상기 보호관 내부에 절연체를 삽입함으로써 진행할 수 있다. 이때 상기 배선은 이격거리를 한정하지 않으나 1 내지 15㎜일 수 있으며, 상기 절연체는 산화마그네슘 분말을 용제와 혼합하여 반죽 상태로 만든 다음 상기 보호관 내부에 이를 주입하고 건조로에서 일정 시간 건조시킴으로써 절연체층을 형성할 수 있다.Step a) may be performed by first arranging two or more wires spaced apart from each other inside the protective tube, and then inserting an insulator into the protective tube. At this time, the wiring is not limited to the separation distance, but may be 1 to 15 mm, and the insulator is formed by mixing magnesium oxide powder with a solvent to make a dough, then injecting it into the protective tube and drying it in a drying furnace for a certain period of time to form an insulator layer can be formed
상기 절연체층은 건조로에서 반죽을 위한 용제들을 건조시켜 제거함으로써 산화마그네슘의 함량이 전체 100 중량% 중 95 중량% 이상 포함하도록 하는 것이 도전성 또는 발열성을 띄지 않아 바람직하다. The insulator layer is preferably removed by drying the solvents for kneading in a drying furnace so that the content of magnesium oxide is 95% by weight or more out of 100% by weight of the total, as it does not exhibit conductivity or exothermicity.
상기 보호관은 금속으로 이루어져 외부의 물리적 충격으로부터 절연체층과 배선을 보호하는 동시에 배기가스와 같은 물질이 내부에 전달되지 못하도록 차단하는 역할을 한다. 또한 상기 보호관은 유연성을 확보하는 수준의 소정 두께를 유지하므로, 상기 미네랄 절연 케이블을 적용하는 자동차 부품에 따라 자유롭게 구부리거나 휘게 할 수 있다.The protective tube is made of metal and serves to protect the insulator layer and the wiring from external physical impact and at the same time block substances such as exhaust gas from being transmitted therein. In addition, since the protective tube maintains a predetermined thickness at a level to ensure flexibility, it can be freely bent or bent depending on the automobile parts to which the mineral insulated cable is applied.
상기와 같이 제조된 보호관은 상기 b) 단계와 같이 상기 보호관 내부의 배선과 온도소자를 접합할 수 있다.The protective tube manufactured as described above can bond the wiring and the temperature element inside the protective tube as in step b).
상기 보호관은 앞서 설명한 바와 같이 금속으로 이루어져 있으므로 배선을 노출시키기 위해 일단을 레이저를 이용하여 보호관의 일단 테두리를 절단할 수 있다. 상기와 같이 레이저를 이용하여 테두리를 절단하면, 별도의 연마과정을 거치지 않아도 깨끗한 절단면을 얻을 수 있으며, 이후에 보호관과 튜브를 결합할 때, 튜브의 단턱 내부면과 보호관의 절단면이 정확하게 맞닿게 할 수 있다.Since the protective tube is made of metal as described above, one end of the edge of the protective tube may be cut using a laser to expose the wiring. If the edge is cut using a laser as described above, a clean cut surface can be obtained without going through a separate grinding process. can
상기 b) 단계는 상기 온도소자의 전극선과 상기 미네랄 절연 케이블의 배선을 서로 겹치게 한 후, 겹쳐진 부분을 아크 용접이나 레이저 용접 방식 등으로 접합할 수 있다.In step b), after overlapping the electrode wire of the temperature element and the wiring of the mineral insulated cable, the overlapped portion may be joined by arc welding or laser welding.
다음으로 상기 c) 단계와 같이 상기 미네랄 절연 케이블의 보호관이 상기 튜브와 결합하는 단계로, 상기 미네랄 절연 케이블의 보호관의 끝단 중 상기 온도소자가 접합된 일단을 상기 튜브의 단턱에 걸릴 때까지 삽입하고, 상기 튜브하단의 종단부와 보호관의 튜브용접부를 서로 접합하는 것이 바람직하다. Next, as in step c), the protective tube of the mineral insulated cable is combined with the tube. Among the ends of the protective tube of the mineral insulated cable, one end to which the temperature element is joined is inserted until it is caught on the step of the tube, and , it is preferable to join the end portion of the tube lower end and the tube welding portion of the protective tube to each other.
이때 상술한 바와 같이 레이저 절단을 이용하여 보호관의 테두리를 절단하고 있기 때문에 절단면이 깨끗하여 별도의 연마공정 없이도 튜브 내의 단턱 내부면과 보호관의 절단면이 정확하게 맞닿도록 할 수 있어 튜브와 보호관의 중심이 서로 일치하도록 조립할 수 있다.At this time, since the edge of the protective tube is cut using laser cutting as described above, the cut surface is clean, so that the inner surface of the stepped inside the tube and the cut surface of the protective tube can accurately contact each other without a separate polishing process. Can be assembled to match.
상기 c) 단계는 상기 b) 단계와 마찬가지로 겹쳐진 부분을 아크 용접이나 레이저 용접 방식 등의 일반적인 용접 방식으로 튜브와 보호관을 접합할 수 있다.In step c), as in step b), the overlapping portion may be joined to the tube and the protective tube by a general welding method such as arc welding or laser welding.
다음으로 상기 d) 단계는 상기 미네랄 절연 케이블의 양 끝단 중 보호관이 접합된 부분을 고온에 노출시켜 산화 처리하는 단계이다.Next, step d) is a step of oxidizing by exposing the portion to which the protective tube is joined among both ends of the mineral insulated cable to a high temperature.
일반적으로 온도소자의 경우 세라믹기판의 일면 또는 양면에 금속 패턴이 인쇄된 형태를 가진다. 상기 금속 패턴은 상술한 전극선과 연결되며, 온도를 측정할 수 있는 회로의 길이를 종래보다 더 연장시킬 수 있는 효과를 가짐으로써 금속 패턴의 저항을 여러 지점에서 측정할 수 있으며, 이에 따라 좀 더 정확한 온도 측정이 가능해진다. In general, in the case of a temperature element, a metal pattern is printed on one or both sides of a ceramic substrate. The metal pattern is connected to the above-described electrode wire, and has the effect of extending the length of the circuit capable of measuring the temperature more than in the prior art, so that the resistance of the metal pattern can be measured at several points, and thus more accurate temperature measurement is possible.
상기 금속패턴은 비저항이 작은 순 금속으로 형성되는데, 그 중에서도 백금으로 형성된다. 이는 고온으로 배출되는 자동차 배기가스의 온도를 안정적으로 측정하기 위함이다.The metal pattern is formed of a pure metal having a small resistivity, and among them, is formed of platinum. This is in order to stably measure the temperature of the exhaust gas emitted at a high temperature.
이러한 온도 소자는 RTD(resistance temperature detector)라고도 하는데, 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 금속의 PTC(Positive Temperature Coefficient)특성을 이용한 것으로 금속의 저항을 측정함으로써 역으로 온도를 측정하는 것이다. RTD소자는 매우 정확하고 반복성이 우수하며, 장기간에 걸쳐 매우 안정적이다. 또한, 박막이므로 열 응답성이 우수하고, 열전대나 서미스트에 비해 선형성이 우수하고, 반도체 제조 기술을 이용하여 제작하기 때문에 생산 비용이 저렴하다.Such a temperature device, also called a resistance temperature detector (RTD), uses a PTC (Positive Temperature Coefficient) characteristic of a metal whose resistance value increases as the temperature increases, and measures the temperature inversely by measuring the resistance of the metal. The RTD device is very accurate and repeatable, and it is very stable over a long period of time. In addition, since it is a thin film, it has excellent thermal response, superior linearity compared to thermocouples and thermistors, and low production cost because it is manufactured using semiconductor manufacturing technology.
그 중에서도 백금으로 형성된 RTD소자는 넓은 온도 범위(-200℃ 내지 540℃)에 걸쳐 안정성, 직선성, 내화학성, 내부식성이 우수하다. 또한, 기본 저항 값으로 100 내지 1,000Ω, 또는 그 이상의 범위에서 다양하게 갖으며, 저항 값이 클수록 감도와 분해능은 더 우수하다. 여기에 세라믹기판에 인쇄된 백금 패턴은 0℃에서 1,000Ω보다 큰 저항 값을 가져, 온도에 따른 저항 값의 변화율이 커 감도가 높고, 도선의 저항(lead wire resistance)에 기인하는 오차가 작아 3선식 배선이 필요하지 않다는 장점이 있다.Among them, the RTD device made of platinum has excellent stability, linearity, chemical resistance, and corrosion resistance over a wide temperature range (-200°C to 540°C). In addition, as a basic resistance value, it has variously in the range of 100 to 1,000Ω, or more, and the higher the resistance value, the better the sensitivity and resolution. Here, the platinum pattern printed on the ceramic substrate has a resistance value greater than 1,000Ω at 0°C, and the change rate of the resistance value according to temperature is large, so the sensitivity is high, and the error caused by the lead wire resistance is small 3 It has the advantage of not requiring wire-type wiring.
다만 상기 온도소자 내 금속 패턴은 금속으로 형성되고, 차량의 배기가스에는 약 8 내지 14 중량%의 물을 포함하여 부식의 문제점이 있으므로, 상기 금속 패턴의 표면에는 보호층을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이때 상기 보호층은 상기 전극선과 배선이 접합되는 부분에는 형성되지 않아 금속 패턴의 전기적 연결을 확보하는 것이 좋다.However, since the metal pattern in the temperature element is formed of metal, and the exhaust gas of the vehicle contains about 8 to 14 wt % of water, there is a problem of corrosion, it is preferable to further provide a protective layer on the surface of the metal pattern . In this case, the protective layer is not formed in the portion where the electrode line and the wiring are joined, so it is preferable to secure the electrical connection of the metal pattern.
상기 보호층은 상기 온도소자가 손상 받지 않으면서도 박막이 형성 가능한 온도, 즉 20 내지 300℃ 내에서 다양한 증착법을 이용하여 무기절연막을 형성할 수 있는 물질이라면 종류에 상관없다. The protective layer may be formed of any material capable of forming an inorganic insulating film using various deposition methods within a temperature at which a thin film can be formed without damage to the temperature element, that is, 20 to 300°C.
상기 무기절연막의 예를 들면, 산화알루미늄, 산화아연, 산화티탄, 산화탄탈륨, 산화지르코늄, 산화하프늄, 이산화규소, 질화규소, 질화알루미늄, 질산화알루미늄 등의 증착 가능한 물질로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 이산화규소와 같은 세라믹 재질로 형성되는 것이 바람직하다.For example, the inorganic insulating film may be formed of a vapor-depositable material such as aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon dioxide, silicon nitride, aluminum nitride, aluminum nitride, etc., preferably It is preferably formed of a ceramic material such as silicon dioxide.
상기 이산화규소는 열충격에 강하고, 고순도 백금을 온도계 외부의 불순물로부터 보호하는 장점이 있다. 다만 상기 이산화규소는 1,100℃ 이상의 온도에서 공기 내 산소와 규소가 반응하여 이산화규소(SiO2) 절연막을 형성하게 되나, 상기 이산화규소는 산소와의 접촉이 제대로 이루어지지 않는 경우 일산화규소(SiO)가 가스 형태로 발생될 수 있다. 이러한 일산화규소 가스는 백금의 부식인자로 작용하여 백금 패턴을 파괴할 수 있기 때문에 산소를 충분히 가한 상태에서 가열하여 이산화규소 절연막을 온전히 생성시키는 것이 바람직하다. 또한 상기 백금 소자의 표면을 절연막으로 완전히 보호하기 위해 상기와 같이 가열처리 시에는 산화마그네슘을 충전하지 않고 진행하는 것이 바람직하다. The silicon dioxide is strong in thermal shock and has the advantage of protecting high-purity platinum from impurities outside the thermometer. However, the silicon dioxide reacts with oxygen in air at a temperature of 1,100° C. or higher to form a silicon dioxide (SiO 2 ) insulating film, but when the silicon dioxide does not properly contact with oxygen, silicon monoxide (SiO) It can be generated in gaseous form. Since the silicon monoxide gas acts as a corrosion factor of platinum and can destroy the platinum pattern, it is preferable to completely form the silicon dioxide insulating film by heating in a state in which oxygen is sufficiently added. In addition, in order to completely protect the surface of the platinum element with an insulating film, it is preferable to proceed without charging magnesium oxide during the heat treatment as described above.
상기 무기절연막은 형성방법을 한정하지 않는다. 예를 들어 원자층증착법, 물리기상증착법, 화학기상증착법, 용융도금 등의 방법을 적용할 수 있다.The method for forming the inorganic insulating film is not limited. For example, methods such as atomic layer deposition, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, and hot-dip plating may be applied.
본 발명에서 상기 d) 단계는 도 5와 같이 상기 미네랄 절연 케이블의 양 끝단 중 보호관이 접합된 부분을 대기 분위기 및 1,000℃ 이하의 온도에서 8 내지 20시간 동안 가열하여 산화 처리하는 것이 바람직하다. 이때 상기 d) 단계로 더욱 상세하게는,In the present invention, in step d), as shown in FIG. 5 , it is preferable to oxidize the portion to which the protective tube is joined among both ends of the mineral insulated cable by heating it in an atmospheric atmosphere and at a temperature of 1,000° C. or less for 8 to 20 hours. In this case, in more detail in step d),
d1) 상기 튜브를 가열로에 투입하고 상온에서 1,000℃ 이하, 더욱 바람직하게는 950 내지 1,000℃까지 온도를 승온하면서 30 내지 60분간 가열하는 단계;d1) putting the tube into a heating furnace and heating it for 30 to 60 minutes while raising the temperature from room temperature to 1,000° C. or less, more preferably from 950 to 1,000° C.;
d2) 상기 가열로를 1,000℃ 이하의 온도를 유지하면서 480 내지 1,200분간 튜브를 방치하는 단계; 및 d2) leaving the tube for 480 to 1,200 minutes while maintaining the heating furnace at a temperature of 1,000° C. or less; and
d3) 상기 가열로를 가열로 내 자연 냉각하여 200℃까지 온도를 하강시키는 단계;d3) naturally cooling the heating furnace in the heating furnace to lower the temperature to 200°C;
를 포함하여 진행하는 것이 바람직하다.It is preferable to proceed with
일반적으로 백금과 같은 귀금속으로 이루어진 센서를 고온에서 장시간 사용할 경우 순수한 백금 소선의 표면에 불순물이 흡착되어 특성 변화가 일어날 수 있으며, 결정립성장(grain growth)으로 인해 대나무 구조 조직(bamboo structure)의 발생으로 장기안정성 저하거나 소선의 단락 현상이 일어날 수 있다.In general, when a sensor made of a noble metal such as platinum is used at a high temperature for a long time, impurities may be adsorbed on the surface of the pure platinum wire, resulting in a change in characteristics, and due to grain growth, a bamboo structure may occur. Long-term stability may be deteriorated or the wire may be short-circuited.
따라서 이러한 소선의 단락과 같은 센서의 파괴 거동을 방지하기 위해 센서의 표면에 절연층을 피막한다. 이러한 절연층은 대부분 이산화규소와 같은 세라믹 조직으로 이루어지며, 센서 표면에 형성된 규소 성분을 산소 분위기 하에서 가열하여 형성할 수 있다.Therefore, an insulating layer is coated on the surface of the sensor to prevent the sensor from destructive behavior such as short circuit. The insulating layer is mostly made of a ceramic structure such as silicon dioxide, and may be formed by heating a silicon component formed on the surface of the sensor in an oxygen atmosphere.
문제는 절연층 형성 시 산소가 포함된 분위기 하에서 가열하는 경우에도 가열온도가 지나치게 높거나 산소의 공급이 간헐적으로 이루어지면 절연층 중에 처음부터 존재하는 저분자량의 성분이나 산화 처리 중에 생성된 일산화규소(SiO)와 같은 저분자량 성분의 비산이나 승화가 발생할 수 있다. 특히 일산화규소는 반응성이 매우 커서 공기 중에 노출될 경우 표면이 산화되어 이산화규소가 형성되며 이러한 반응이 순간적으로 발생하므로, 이산화규소의 존재 시 산소가 연속적으로 공급되어도 상기와 같은 일산화규소의 반응에 사용됨으로써 절연층의 내부나 센서의 안쪽까지 절연층이 생성되지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 센서 저항값의 변동율이 커지게 되므로 측정값의 정밀도 또한 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. The problem is that even when heating in an atmosphere containing oxygen when forming the insulating layer, if the heating temperature is too high or the supply of oxygen is intermittent, low molecular weight components present in the insulating layer from the beginning or silicon monoxide ( Scattering or sublimation of low molecular weight components such as SiO) may occur. In particular, silicon monoxide is highly reactive and when exposed to air, the surface is oxidized to form silicon dioxide, and this reaction occurs instantaneously. As a result, there may be a problem that the insulating layer is not generated inside the insulating layer or the inside of the sensor.
따라서 본 발명에 따른 온도센서는 내부 온도소자의 보호를 위해 이산화규소를 포함하는 절연층을 형성하되, 상기 이산화규소의 충분한 형성을 위해 가열온도 및 가열 분위기를 조절하는 것이 바람직하다.Therefore, the temperature sensor according to the present invention forms an insulating layer containing silicon dioxide to protect the internal temperature element, and it is preferable to adjust the heating temperature and the heating atmosphere for sufficient formation of the silicon dioxide.
본 발명에서 상기와 같이 각 단계별로 승온-유지-냉각을 거치는 이유는 상기 튜브에 가해지는 온도와 가열 시간을 일정하게 유지하기 위함이다. 즉, 상기 d1) 단계는 가열로 내부와 가열로 자체의 온도를 동일하게 유지하기 위한 승온 단계로, 온도 차이에 따른 열손실이나 열변화를 방지할 수 있으며, d2) 단계에서 1,000℃ 이하의 온도로 계속 유지하면서 상기 튜브 내의 온도소자에 산화막(SiO2)을 생성시킬 수 있다. In the present invention, the reason for the temperature increase-maintenance-cooling in each step as described above is to maintain a constant temperature and heating time applied to the tube. That is, the step d1) is a temperature increase step for maintaining the same temperature inside the heating furnace and the heating furnace itself, and it is possible to prevent heat loss or heat change due to the temperature difference, and in step d2), a temperature of 1,000° C. or less An oxide film (SiO 2 ) can be generated on the temperature element in the tube while continuously maintaining the temperature.
또한 상기 d) 단계에서는 가열로를 대기 분위기, 더욱 바람직하게는 순수한 산소 분위기 하에서 진행하는 것이 바람직하다. 상기 온도소자에 산화막을 생성시키기 위해 가열 중에도 지속적으로 산소를 공급하는 것이 중요하기 때문으로, 공기 중의 산소(약 21%)가 상술한 용융 알루미늄 도금이나 용융 아연 도금 시 포함된 여러 성분들, 특히 규소와 반응하여 절연성을 가지는 산화막을 생성시킬 수 있다.In addition, in step d), it is preferable to proceed the heating furnace in an atmospheric atmosphere, more preferably in a pure oxygen atmosphere. Because it is important to continuously supply oxygen during heating in order to create an oxide film on the temperature element, oxygen in the air (about 21%) contains various components included in the above-mentioned hot-dip aluminum plating or hot-dip zinc plating, especially silicon. and may form an oxide film having insulating properties.
또한 상기 온도소자는 내부에 충분한 산화막(절연층)을 형성하기 위해 상기 튜브 내의 온도소자뿐만 아니라 튜브 내벽, 미네랄 절연 케이블에 모두 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the temperature element is preferably formed on both the inner wall of the tube and the mineral insulated cable as well as the temperature element in the tube in order to form a sufficient oxide film (insulating layer) therein.
도 5를 통해 이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 온도소자는 절연층을 형성하기 위해 도어(210), 퍼니스(220) 및 지그(230)가 구비된 가열장치(200)의 내부에 장입하고, 상기 가열장치에 대기 또는 산소를 공급한 상태에서 가열함으로써 진행할 수 있다. 이때 상기 온도소자는 상기 퍼니스 내부에 모두 투입하는 것이 아닌 튜브(120) 및 상기 튜브와 접합된 미네랄 절연 케이블(150)의 일부가 퍼니스 내부에 노출되어 가열될 수 있도록 한다.5, the temperature element is charged inside the heating device 200 provided with the
또한 상기 튜브는 캡(110)으로 봉인하지 않으며, 내부에 충전재를 충전하지 않는 상태로 가열하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 퍼니스 내부의 대기 또는 산소가 상기 튜브 내부에 충분하게 공급됨으로써 절연층이 상기 온도소자 뿐만 아니라 전극선, 미네랄 절연 케이블 및 튜브의 내부에 충분하게 형성될 수 있다.In addition, the tube is not sealed with the
다음으로 상기 e) 단계와 같이 상기 튜브의 내부에 충전재를 충전하고, 상기 튜브를 봉인할 수 있다.Next, as in step e), a filler may be filled inside the tube, and the tube may be sealed.
상기 튜브는 양 끝단이 개방된 상태로, 일단은 상술한 캡에 의해 봉인될 수 있으며, 봉인되기 전 분말 형태의 충전재를 충전하는 것이 바람직하다. 이때 상기 충전재는 산화마그네슘을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 산화마그네슘은 절연성을 확보하기 위해 충전하는 것으로, 상술한 바와 같이 캡(110)이 튜브(120)에 결합될 때 상술한 바와 같이 볼록하게 돌출된 돌출단(113)에 의해 내부에 채워진 산화마그네슘 분말이 돌출단(113)의 돌출된 면에 의해 눌리면서 산화마그네슘 분말에 형성되어 있을 수 있는 미세 기포 등을 없앨 수 있다.The tube may have both ends open, and one end may be sealed by the above-described cap, and it is preferable to fill the powder-type filler before sealing. In this case, it is preferable to use magnesium oxide as the filler. The magnesium oxide is charged to ensure insulation. As described above, when the
상기 산화마그네슘은 일종의 절연체로 상기 튜브의 내주면과 상기 온도소자의 외주면 사이에 형성되는 공간에 촘촘히 충전되면서 공간을 차폐하며, 내열성을 가지면서도 상기 튜브의 내주면과 상기 온도소자의 외주면을 실질적으로 열전도가 가능하도록 연결하는 역할을 한다. 특히 산화알루미늄은 내열성이 우수하여 고온으로부터 소자를 보호할 수 있으며, 물리적, 화학적으로 변화가 적으면서도 전기적 절연특성을 유지하므로 바람직하다.The magnesium oxide is a kind of insulator, which is tightly filled in the space formed between the inner circumferential surface of the tube and the outer circumferential surface of the temperature element, and shields the space, while having heat resistance, substantially heat conduction between the inner circumferential surface of the tube and the outer circumferential surface of the temperature element It serves as a link to make it possible. In particular, aluminum oxide is preferable because it has excellent heat resistance, can protect the device from high temperatures, and maintains electrical insulation properties while having little physical and chemical change.
다만 본 발명에서 상기 절연체로 산화마그네늄만을 한정하고 있으나, 산화아연, 질화붕소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 질화알루미늄, 질화규소 및 시멘트 등과 같이 산화마그네슘과 유사하게 내열성을 가지는 절연물질이라면 상기 산화마그네슘을 대체할 수 있으며, 이러한 절연체는 하나 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.However, in the present invention, only magnesium oxide is limited as the insulator, but if it is an insulating material having heat resistance similar to magnesium oxide such as zinc oxide, boron nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, aluminum nitride, silicon nitride and cement, the magnesium oxide is used. It can be replaced, and one or two or more of these insulators may be used in combination.
본 발명에서 상기 절연체는 분말 형태로 충전되는 것이 바람직하며, 이때 상기 절연체의 입경은 1 ㎚ 내지 1,000 ㎛의 범위를 갖는 것이 충전 이후 산화알루미늄으로 인해 발생할 수 있는 공극 형성을 최소화할 수 있어 바람직하다.In the present invention, the insulator is preferably filled in the form of a powder, and in this case, the particle diameter of the insulator is preferably in the range of 1 nm to 1,000 μm to minimize the formation of voids that may occur due to aluminum oxide after charging.
상기 캡은 상기 b) 단계 등과 같이 아크 용접이나 레이저 용접 방식 등의 일반적인 용접 방식을 통해 접합하는 것이 바람직하며, 캡을 접합한 이후에는 양단이 개방된 원통형 형상의 플랜지(140)를 미네랄 절연 케이블(150)로 관통시킨 후 접합하는 구성을 더 포함할 수 있다.The cap is preferably joined through a general welding method such as arc welding or laser welding as in step b), and after the cap is joined, the
상기 플랜지는 상기 온도센서가 실제 자동차 배기가스 시스템의 다른 부품에 조립될 때, 특히 배기가스 관 등의 연결부위 등과 결합하여 밀봉하는 기능을 수행할 수 있다.When the temperature sensor is actually assembled with other parts of the exhaust gas system of a vehicle, the flange may perform a sealing function in combination with a connection part such as an exhaust gas pipe.
또한 플랜지를 접합한 후에는 상기 미네랄 절연 케이블의 타단에서 돌출 연장된 리드와이어(153)를 장착될 장치에 결합될 수 있도록 모양을 형성할 수도 있다.Also, after joining the flange, the
상기 미네랄 절연 케이블의 타단 연결 방식은 연결 피팅, 커넥터, 터미널 블록, 리드와이어 등과 같이 다양한 연결방식이 사용될 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 리드와이어(153)를 이용하여 연결하는 것을 예시하였다.As the connection method of the other end of the mineral insulated cable, various connection methods such as a connection fitting, a connector, a terminal block, a lead wire, etc. may be used. In one embodiment of the present invention, the connection using the
이하 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 온도센서를 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 등에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the temperature sensor according to the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples and comparative examples are merely examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited to the following examples.
실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.The physical properties of the specimens prepared in Examples and Comparative Examples were measured as follows.
(저항 변화)(resistance change)
하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 온도센서의 저온 변화를 측정하였다. 측정 기준은 하기 표 1과 같으며, 초기 저항값은 열처리를 포함한 제조 직후의 저항값을 상온(25℃) 및 고온(1,000℃)에서 측정한 값이며, 내구후 저항값은 1,000℃로 유지되는 고온 가열로(furnace)에서 5분 방치와 상온(25℃)에서 5분 방치를 5,000회 반복 시험 완료후, 상온(25℃) 및 고온(1,000℃)에서의 저항값을 측정한 것이다. 저항값은 최대저항값과 최소저항값을 측정하였으며, 측정된 저항값이 최대저항값과 최소저항값의 사이에 있으면 양호, 그렇지 않으면 불량으로 판정하였다.The low temperature change of the temperature sensor prepared through the following Examples and Comparative Examples was measured. The measurement standards are shown in Table 1 below, and the initial resistance value is a value measured at room temperature (25°C) and high temperature (1,000°C) immediately after manufacturing including heat treatment, and the resistance value after durability is maintained at 1,000°C. The resistance values at room temperature (25° C.) and high temperature (1,000° C.) were measured after 5,000 repeated tests of 5 minutes left in a high-temperature furnace and 5 minutes left at room temperature (25° C.). The maximum resistance value and the minimum resistance value were measured for the resistance value, and if the measured resistance value was between the maximum resistance value and the minimum resistance value, it was judged as good, otherwise it was judged as bad.
[표 1][Table 1]
(온도센서)(temperature Senser)
하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 온도센서의 각 구성별 제원은 하기 표 2와 같다.Specifications for each component of the temperature sensor manufactured through the following Examples and Comparative Examples are shown in Table 2 below.
[표 2][Table 2]
(실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 8)(Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8)
상기 표 2의 제원을 가지는 소재로 온도센서를 제조하였다. 이때 각 실시예 별로 동일한 조성을 가지는 온도센서(시편)를 5개 제조하되, 상기 온도센서는 튜브 내에 산화마그네슘을 충전하기 전에 하기 표 3 및 4의 조건으로 열처리를 진행하였다. 열처리 후 상기와 같이 제조된 온도센서 5개의 물성을 각각 측정하였으며, 내구 후 저항값을 1회 측정하여 하기 표 4 및 5에 기재하였다.A temperature sensor was manufactured from the material having the specifications in Table 2 above. At this time, five temperature sensors (specimen) having the same composition were prepared for each Example, and the temperature sensors were heat-treated under the conditions of Tables 3 and 4 below before filling the tube with magnesium oxide. After heat treatment, the physical properties of the five temperature sensors prepared as described above were respectively measured, and the resistance values were measured once after durability, and are shown in Tables 4 and 5 below.
[표 3][Table 3]
(상기 표 4에서 비교예 2, 3의 가열분위기는 각각 수소 : 질소 = 1 : 1 중량비, 암모니아 : 질소 = 1 : 1 중량비로 혼합한 기체이다.)(In Table 4, the heating atmosphere of Comparative Examples 2 and 3 is a gas in which hydrogen: nitrogen = 1:1 weight ratio, ammonia: nitrogen = 1:1 weight ratio, respectively.)
[표 4][Table 4]
[표 5][Table 5]
상기 표 4 및 5와 같이 본 발명에 따라 제조된 온도센서는 비교예들에 비해 모두 상온 및 고온에서의 저항값이 실용적인 저항값을 가져 온도센서로 사용하기에 적합함을 알 수 있다. 구체적으로, 상기 표 4, 5와 같이 열처리 온도를 950 내지 1,000℃로 하였을 때 초기 저항값이 모두 양호한 것을 알 수 있다. 다만, 열처리 시간을 각각 2시간, 4시간, 6시간으로 유지하였을 때에는 고온에서 방치한 후의 저항값이 모두 표 1의 범위를 벗어난 것을 확인할 수 있었다. 이는 온도소자 표면의 산화막을 형성하기 위한 시간이 부족함에 따른 것으로 온도센서로 사용하기 부적당하였으므로, 열처리 시간은 적어도 8시간 이상 유지하여야 함을 알 수 있다.As shown in Tables 4 and 5, it can be seen that the temperature sensors manufactured according to the present invention have practical resistance values at room temperature and high temperature compared to Comparative Examples, and thus are suitable for use as a temperature sensor. Specifically, it can be seen that all of the initial resistance values are good when the heat treatment temperature is 950 to 1,000°C as shown in Tables 4 and 5 above. However, when the heat treatment time was maintained at 2 hours, 4 hours, and 6 hours, respectively, it was confirmed that the resistance values after standing at a high temperature were all outside the range of Table 1. This is due to the lack of time for forming the oxide film on the surface of the temperature element, and it is inappropriate to use it as a temperature sensor, so it can be seen that the heat treatment time should be maintained for at least 8 hours.
또한 열처리 온도를 1,000℃ 이상으로 한 비교예 4, 5는 모두 초기 저항값은 양호하였으나, 고온에서 방치한 후의 저항값이 기준범위를 벗어남을 확인하였다. 이는 열처리 시간이 부족함에 따른 산화막의 두께가 얇고 제대로 형성되지 않았기 때문이며, 이외에도 급격한 열충격에 따른 소자 자체에 변형이 발생하여 안정성이 하락하였기 때문으로 보인다. 따라서 열처리 시 적정 온도는 1,000℃ 이하에서 진행하여야 함을 알 수 있었다.In addition, in Comparative Examples 4 and 5 in which the heat treatment temperature was set to 1,000° C. or higher, the initial resistance value was good, but it was confirmed that the resistance value after being left at a high temperature was out of the reference range. This is because the thickness of the oxide film is thin and not properly formed due to the insufficient heat treatment time, and in addition, the device itself is deformed due to rapid thermal shock, resulting in decreased stability. Therefore, it was found that the appropriate temperature during heat treatment should be carried out at 1,000 °C or less.
여기에 열처리를 아예 진행하지 않은 비교예 1, 열처리 시 수소+질소, 암모니아+질소 분위기 하에서 진행한 비교예 2, 3은 모두 산화막 형성이 제대로 이루어지지 않아 초기 성능조차도 본원발명의 기준을 만족하지 않았음을 확인할 수 있었다.Here, Comparative Example 1, in which no heat treatment was performed at all, and Comparative Examples 2 and 3, in which the heat treatment was performed under hydrogen + nitrogen, ammonia + nitrogen atmosphere, did not properly form an oxide film, so even the initial performance did not satisfy the standards of the present invention. sound could be confirmed.
상기와 같이 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.As described above, various embodiments of the present invention have been presented and described, but the present invention is not necessarily limited thereto. It will be readily appreciated that branch substitutions, transformations and alterations are possible.
100 : 온도센서
110 : 캡
111 : 캡몸체
112 : 합입부
113 : 돌출단
120 : 튜브
121 : 튜브상단
122 : 단턱
123 : 튜브하단
124 : 튜브용접부
130 : 온도소자
131 : 전극선
140 : 플랜지
141 : 플랜지상단
142 : 플랜지하단
150 : 미네랄 절연 케이블
151 : 배선
152 : 보호관
153 : 리드와이어
154 : 절연체층
200 : 가열장치
210 : 도어
220 : 퍼니스
230 : 지그100: temperature sensor
110: cap
111: cap body
112: merging part
113: protruding end
120: tube
121: upper tube
122: step
123: tube bottom
124: tube welding part
130: temperature element
131: electrode wire
140: flange
141: flange top
142: bottom of flange
150: mineral insulated cable
151: wiring
152: protection officer
153: lead wire
154: insulator layer
200: heating device
210: door
220: furnace
230: jig
Claims (6)
b) 상기 배선과 온도소자를 접합하는 단계;
c) 상기 온도소자를 외부와 차단하도록 튜브를 보호관과 접합하는 단계;
d) 상기 미네랄 절연 케이블의 양 끝단 중 보호관이 접합된 부분을 900 내지 1,000℃의 온도 및 대기 분위기 하에서 8 내지 20시간 동안 가열하여 이산화규소 절연막을 형성하는 단계; 및
e) 상기 튜브의 내부에 충전재를 충전하고, 상기 튜브를 봉인하는 단계;
를 포함하며, 상기 d) 단계는,
d1) 상기 튜브를 가열로에 투입하고 상온에서 950 내지 1,000℃까지 온도를 승온하면서 30 내지 60분간 가열하는 단계;
d2) 상기 가열로를 1,000℃ 이하의 온도를 유지하면서 480 내지 1,200분간 튜브를 방치하는 단계; 및
d3) 상기 가열로를 가열로 내 자연 냉각하여 200℃까지 온도를 하강시키는 단계;
를 포함하는
자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법.
a) preparing a mineral insulated cable including a wiring, an insulator, and a protective tube;
b) bonding the wiring and the temperature element;
c) joining the tube to the protective tube so as to block the temperature element from the outside;
d) forming a silicon dioxide insulating film by heating the portion to which the protective tube is bonded among both ends of the mineral insulated cable at a temperature of 900 to 1,000° C. and an atmospheric atmosphere for 8 to 20 hours; and
e) filling the inside of the tube with a filler and sealing the tube;
Including, wherein the step d),
d1) putting the tube into a heating furnace and heating the tube for 30 to 60 minutes while raising the temperature from room temperature to 950 to 1,000°C;
d2) leaving the tube for 480 to 1,200 minutes while maintaining the heating furnace at a temperature of 1,000° C. or less; and
d3) naturally cooling the heating furnace in the heating furnace to lower the temperature to 200°C;
containing
A method of manufacturing a temperature sensor for measuring automobile exhaust gas.
상기 배선, 보호관 및 튜브는,
알루미늄, 탄소, 크롬, 구리, 철, 망간, 니켈, 황, 규소, 질소, 지르코늄, 몰리브덴, 티타늄, 니오븀 및 인에서 선택되는 둘 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법.
The method of claim 1,
The wiring, the protective tube and the tube,
Aluminum, carbon, chromium, copper, iron, manganese, nickel, sulfur, silicon, nitrogen, zirconium, molybdenum, titanium, niobium and a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas comprising at least two materials selected from phosphorus manufacturing method.
상기 충전재는 산화마그네슘, 산화아연, 질화붕소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 질화알루미늄, 질화규소 및 시멘트에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 측정용 온도센서의 제조방법.The method of claim 1,
The filler is magnesium oxide, zinc oxide, boron nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, aluminum nitride, silicon nitride, and a method of manufacturing a temperature sensor for measuring vehicle exhaust gas, characterized in that any one or a plurality selected from cement.
Priority Applications (2)
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