KR20010000923U - Apparatus of sensing temperature at multipoint - Google Patents
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Abstract
본 고안은 제철소 가열로 공정에서 가열로 내부의 온도를 측정하는 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 가열로내의 동일지점에서의 수직 방향으로 여러 지점의 온도를 동시에 연속적으로 측정할 수 있도록 된 다점 온도 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the temperature inside a furnace in a steel mill heating furnace process, and more particularly, it is possible to continuously measure the temperature of several points simultaneously in the vertical direction at the same point in the furnace. It relates to a temperature measuring device.
이를 위하여 본 고안에서는 제 1 금속선과, 상기 제 1 금속선과는 상이하고 상호 동일 종류인 다수개의 금속선의 일단을 기준 접점으로 하고, 상기 다수개의 금속선의 타단은 각각 제 1 금속선의 길이 방향으로 서로 각각 다른 위치에 접속시켜 온도 측정 접점을 형성하고, 상기 각 기준 접점측에 온도 신호 검출기를 구비하여 상기 기준접점과 상기 각 온도측정접점간의 온도차에 따른 전류변화를 검출하여 상기 온도 측정 접점에서의 온도를 측정하도록 된 것을 특징으로 한다.To this end, in the present invention, the first metal wire and one end of a plurality of metal wires different from each other and of the same type as reference electrodes are used as reference contacts, and the other ends of the plurality of metal wires are respectively in the longitudinal direction of the first metal wire. A temperature measuring contact is formed by connecting to a different position, and a temperature signal detector is provided on each reference contact side to detect a change in current according to a temperature difference between the reference contact point and each of the temperature measuring contact points, thereby adjusting the temperature at the temperature measuring contact point. It is characterized in that the measurement.
Description
본 고안은 제철소 가열로 공정에서 가열로 내부의 온도를 측정하는 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 가열로내의 동일지점에서의 수직 방향으로 여러 지점의 온도를 동시에 연속적으로 측정할 수 있도록 된 다점 온도 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the temperature inside a furnace in a steel mill heating furnace process, and more particularly, it is possible to continuously measure the temperature of several points simultaneously in the vertical direction at the same point in the furnace. It relates to a temperature measuring device.
일반적으로 제철소 가열로 공정에서 가열로 내부의 온도를 측정하는 장치로는 열전대(thermocouple) 온도계등이 사용되고 있다. 이러한 종래의 열전대를 이용한 가열로 내부의 온도 측정 장치는 열전대가 장착된 위치로부터 어떤 한 포인트에서의 온도만을 측정하게 된다. 그러나, 가열로 내부의 온도는 열원과의 거리 및 기타 요인등에 의하여 각 부분에서의 온도가 다르게 나타나기 때문에 가열로 내부의 한 지점에 대한 온도 측정만으로는 가열로에서의 열흐름을 정확하게 파악할 수 없고 그에 따라 내부 온도에 따른 최적 연소 제어가 올바르게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.In general, a thermocouple thermometer or the like is used as a device for measuring the temperature inside the furnace in a steel mill heating furnace process. The temperature measuring device inside the furnace using the conventional thermocouple measures only the temperature at any one point from the position where the thermocouple is mounted. However, since the temperature inside the furnace is different in temperature due to the distance from the heat source and other factors, it is impossible to accurately determine the heat flow in the furnace by measuring the temperature at one point inside the furnace. There is a problem that the optimum combustion control according to the internal temperature is not made correctly.
따라서, 가열로 내부의 온도 측정을 위하여 열전대와 같은 온도 측정 장치를 여러 곳에 설치할 필요가 있다. 이를 위해서 종래에는 온도를 측정하고자 하는 지점에 따라 가열로 벽의 적정 위치에 구멍을 뚫은 후 온도 측정 장치를 설치하여 내부 온도를 측정하게 된다. 그러나, 동일 지점에서 수직 방향의 여러 지점에 대한 온도 측정은 불가능하고 나아가 별도로 온도 측정 장치를 다수개 설치함에 따른 부가 회로의 추가 및 비용 증가의 문제점이 있다.Therefore, in order to measure the temperature inside the furnace, it is necessary to install a temperature measuring device such as a thermocouple in various places. To this end, conventionally, by drilling a hole in the appropriate position of the heating wall according to the point to measure the temperature, and install a temperature measuring device to measure the internal temperature. However, it is impossible to measure the temperature at several points in the vertical direction at the same point, and furthermore, there is a problem of adding additional circuits and increasing costs by installing a plurality of temperature measuring devices separately.
한편, 온도 측정 장치인 열전대의 길이를 작업자가 직접 가변 조정하여 가열로 내부의 온도를 측정하는 경우에는 가열로 내부의 상황이 연속적으로 변하기 때문에 그 변화에 대응하여 안정적이고 실시간적인 검출이 불가능한 문제점이 있었다.On the other hand, when the operator measures the temperature of the inside of the furnace by variably adjusting the length of the thermocouple, which is a temperature measuring device, since the situation inside the furnace changes continuously, there is a problem that stable and real-time detection is impossible in response to the change. there was.
따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 가열로 상측의 동일지점에서 수직 방향의 가열로 내부로 여러 지점의 온도를 동시에 연속적으로 측정하여 가열로 내부의 열 흐름을 정확하게 파악하고, 그에 따른 가열로 연소 제어의 최적 제어를 실현할 수 있도록 하는 데 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve such a conventional problem, and its purpose is to continuously measure the temperature of several points at the same time in the vertical direction from the same point on the upper side of the furnace and to continuously heat the inside of the furnace. The precise control and the heating accordingly enable the optimum control of the combustion control.
도 1은 본 고안의 원리를 설명하기 위한 열전대의 원리도이다.1 is a principle diagram of a thermocouple for explaining the principle of the present invention.
도 2는 본 고안에 따른 다점 온도 측정 장치의 전기적 구성을 보인 블록도이다.2 is a block diagram showing the electrical configuration of the multi-point temperature measurement apparatus according to the present invention.
도 3(a)및(b)는 본 고안에 따른 다점 온도 측정 장치의 기구적 구성을 보인 전체 조립도 및 A-A'단면도이다.3 (a) and (b) is an overall assembly and A-A 'cross-sectional view showing the mechanical configuration of the multi-point temperature measuring apparatus according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 다점 온도 측정 장치의 설치 상태도를 보인 일실시예이다.Figure 4 is an embodiment showing an installation state diagram of the multi-point temperature measuring apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,11,12...온도신호검출기, 20...세라믹 보호관,10,11,12 ... temperature signal detector, 20 ... ceramic protective tube,
30...외부 케이스, 40...단자대,30 ... outer case, 40 ... terminal block,
50...버너, 60...가열소재,50 burners, 60 heating materials,
100...가열로, t0...기준 접점,100 ... heating furnace, t0 ... reference contacts,
t1,t2,t3...온도측정접점.t1, t2, t3 ... Temperature measuring contact.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 다점 온도 측정 장치는 제 1 금속선과, 상기 제 1 금속선과는 상이하고 상호 동일 종류인 다수개의 금속선의 일단을 기준 접점으로 하고, 상기 다수개의 금속선의 타단은 각각 제 1 금속선의 길이 방향으로 서로 각각 다른 위치에 접속시켜 온도 측정 접점을 형성하고, 상기 각 기준 접점측에 온도 신호 검출기를 구비하여 상기 기준접점과 상기 각 온도측정접점간의 온도차에 따른 전류변화를 검출하여 상기 온도 측정 접점에서의 온도를 측정하도록 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the multi-point temperature measuring apparatus according to the present invention uses a first metal wire and one end of a plurality of metal wires that are the same kind and different from the first metal wire as reference contacts, and the other ends of the plurality of metal wires. Are respectively connected to different positions in the longitudinal direction of the first metal wire to form temperature measuring contacts, and a temperature signal detector is provided on each reference contact side to change a current according to a temperature difference between the reference contact and each temperature measuring contact. It is characterized in that to detect the temperature to measure the temperature at the temperature measuring contact.
이하에는 본 고안의 양호한 실시예에 따른 다점 온도 측정 장치의 구성 및 작용효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation effects of the multi-point temperature measurement apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 고안을 구현하기 위한 열전대의 기본 동작 원리를 설명하기 위한 도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 열전대는 재질이 다른 2종류의 금속 선(A)(B)를 연결하여 폐회로를 만들고 그 양접점(t0)(t1)에 서로 다른 온도를 가하면 온도차에 대응하는 열기전력이 발생하여 폐회로에 전류가 흐르게 되는 제벡 효과(seebeck effect)를 이용한 것이다.1 is a view for explaining the principle of operation of a thermocouple for implementing the present invention. As shown in FIG. 1, a thermocouple generally corresponds to a temperature difference when two kinds of metal wires (A) and (B) having different materials are connected to each other to form a closed circuit, and when different temperatures are applied to the junctions t0 and t1. This is to use the Seebeck effect that the heat generated by the electric current flows in the closed circuit.
따라서, 이러한 온도와 열기전력의 관계에 의해 폐회로를 형성하는 한쪽 접점(t0)을 열어 그 양단간에 직류 전압계의 온도 신호 검출기(1)를 접속하여 그 회로에 흐르는 열기전력을 측정함으로써 다른 한 접점(t1)의 온도를 검출할 수 있는 데 이러한 온도측정장치를 열전대(thermocouple)라고 한다. 열전대는 비교적 고온의 온도 측정에 사용되며 일반적으로 많이 사용되는 열전대로는 KS 또는 JIS 규격의 B,S,R,K,J,T 타입이 있다.Therefore, by connecting the temperature signal detector 1 of the direct current voltmeter by measuring the thermoelectric power flowing in the circuit by opening one contact point t0 forming a closed circuit by the relationship between the temperature and the thermoelectric power. It is possible to detect the temperature of t1). Such a temperature measuring device is called a thermocouple. Thermocouples are used to measure relatively high temperatures, and commonly used thermocouples include B, S, R, K, J, and T types of KS or JIS standards.
도 2는 본 고안에 적용된 온도 측정 장치인 열전대의 원리 및 전기적 구성을 보인 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 다점 온도 측정 장치는 서로 다른 금속 A와 B,C,D(이때 B,C,D는 동일 종류의 금속)의 일단을 기준 접점(t0)으로 형성시키고, 금속 B,C,D의 타단은 각각 금속 A의 길이 방향으로 각각 다른 위치에 접속시켜 온도 측정 포인트로써 3개의 접점 t1,t2,t3을 형성한다. 이때, 측정 포인트 t1,t2,t3에 각각 서로 다른 온도를 가하면 금속 A-B, A-C, A-D의 금속간에 각각의 폐회로가 형성되어 금속 A의 기준 접접 t0로부터 금속 A를 따라서 금속 B,C,D방향으로 측정 포인트 t1,t2,t3에서의 온도에 해당하는 전류(I1)(I2)(I3)가 흐르게 된다. 이러한 경우 금속 A는 금속 B,C 및 D보다 낮은 저항의 금속을 사용하여 전류의 방향이 A--〉B, A--〉C, A--〉D로 흐르게 한다.Figure 2 shows the principle and electrical configuration of the thermocouple which is a temperature measuring device applied to the present invention. As shown in FIG. 2, the multi-point temperature measuring apparatus according to the present invention forms one end of different metals A, B, C, and D (where B, C, and D are the same kind of metal) as a reference contact t0. The other ends of the metals B, C, and D are connected to different positions in the longitudinal direction of the metal A, respectively, to form three contacts t1, t2, and t3 as temperature measurement points. In this case, when different temperatures are applied to the measuring points t1, t2, and t3, respective closed circuits are formed between the metals of the metals AB, AC, and AD, and the metals A, C, and D are moved along the metal A from the reference junction t0 of the metal A. Currents I1 (I2) (I3) corresponding to the temperatures at the measurement points t1, t2, t3 flow. In this case, metal A uses metals of lower resistance than metals B, C, and D, causing the current to flow in the directions A-> B, A-> C, A-> D.
한편, 금속 B,C,D의 기준 접점(t0)는 각각 온도 신호 검출기(10)(11)(12)의 (+)단자에 접속되고 금속 A의 기준 접점(t0)은 온도 신호 검출기(10)(11)(12)의 (-)단자에 연결되어 금속 A와 금속 B,C,D간의 각각의 폐회로를 구성하며, 이때 각 온도 신호 검출기(10)(11)(12)에 의해 검출된 각 측정 접점에서의 온도는 온도 기록계(13)로 출력되어 외부의 작업자가 가열로 내부의 수직 방향 다수의 측정 접점(t1)(t2)(t3)에서의 온도변화를 확인할 수 있도록 한다.On the other hand, the reference contacts t0 of the metals B, C, and D are respectively connected to the positive terminals of the temperature signal detectors 10, 11 and 12, and the reference contacts t0 of the metal A are connected to the temperature signal detectors 10. Is connected to the negative terminal of (11) and (12) to form a closed circuit between metal A and metals B, C, and D, and detected by each temperature signal detector (10) (11) (12). The temperature at each measurement contact point is output to the temperature recorder 13 so that an external worker can check the temperature change at the plurality of measurement points t1 (t2) (t3) in the vertical direction inside the furnace.
본 발명의 일실시예에 있어 금속선 A는 백금 100%로 구성하고, 금속선 B,C,D는 백금 87%와 로듐 13%의 합금으로 구성하여 종래의 R 타입의 열전대와 동일한 귀금속 열전대로 구성한다. 이러한 구성에 의한 측정 온도 범위는 0℃~1600℃이다.In one embodiment of the present invention, the metal wire A is composed of 100% platinum, and the metal wires B, C, and D are composed of an alloy of 87% platinum and 13% rhodium, and the same precious metal thermocouple as the conventional R type thermocouple. . The measurement temperature range by such a structure is 0 degreeC-1600 degreeC.
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 다점 온도 측정 장치의 기구적 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다점 온도 측정 장치의 설치 상태를 보인 일실시예이다. 본 발명에 따른 다점 온도 측정 장치는 도 3(a)및(b)에 도시된 바와 같이, 각 금속선 A 및 D는 세라믹 보호관(20)에 의해 상호 절연되고, 이 세라믹 보호관(20)은 다시 세라믹 재질로 된 외부 케이스(30)의 내부에 장착 고정된다. 상기 세라믹 보호관 및 외부 케이스는 각 금속선이 가열로내부의 가스로부터 부식되는 것을 방지하기 위한 것이다.3 (a) and 3 (b) is a structural diagram of a multi-point temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an embodiment showing an installation state of the multi-point temperature measuring apparatus according to the present invention to be. In the multi-point temperature measuring apparatus according to the present invention, as shown in FIGS. 3A and 3B, the metal wires A and D are mutually insulated by the ceramic protective tube 20, and the ceramic protective tube 20 is again ceramic. It is fixed to the inside of the outer case 30 made of a material. The ceramic protective tube and the outer case are for preventing each metal wire from corrosion from the gas inside the furnace.
또한, 케이스 내부에 장착되어 보호되는 각 금속선의 측정 접점(t1)(t2)(t3)이 형성되지 않은 일측 끝단은 각 측정 접점(t10(t2)(t3)에서의 온도 변화에 따라 발생되는 열기전력을 검출하여 외부의 온도 신호 검출기(10)(11)(12)로 검출신호를 출력하게 된다. 이를 위해 외부 케이스의 상측에는 각 측정 접점에서의 검출신호를 온도 신호 검출기(10)(11)(12)로 출력시키기 위한 단자대(40)가 마련되며, 이 단자대(40)는 가열로의 외부에 설치된다.In addition, one end of each of the metal wires that are mounted and protected inside the case and the measuring contacts t1 (t2) and t3 is not formed is heat generated by a change in temperature at each measuring contact t10 (t2) (t3). The power is detected and the detection signal is output to the external temperature signal detectors 10, 11 and 12. To this end, the detection signal at each measuring contact is output to the temperature signal detectors 10 and 11 at the upper side of the outer case. A terminal block 40 for outputting to (12) is provided, and this terminal block 40 is provided outside the heating furnace.
이러한 다점 온도 측정 장치는 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 온도 신호 검출기의 (-)단자에 접속되어 기준 신호를 제공하는 금속선 A를 중심으로 하여 동일 반경상에 금속선 B,C,D를 형성하고 이 각 금속선은 세라믹 보호관(20)에 의해 상호 절연 및 보호된다.Such a multi-point temperature measuring device is connected to the negative terminal of the temperature signal detector, as shown in FIG. And each of these metal wires is mutually insulated and protected by the ceramic protective tube 20.
본 발명에 따른 다점 온도 측정 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 가열로(100)의 상부 로벽에 마련된 설치 구멍을 통해 외부 케이스(30) 내부에 장착된 금속선의 온도 측정 접점(t1)(t2)(t3)이 수직 방향으로 위치되도록 설치된다. 이때, 가열로(100)의 내부로 열원을 제공하는 버너(50)는 가열로(100)의 일측벽에 마련되어 외부로부터 연료(gas) 및 연소용 공기를 공급받고, 공급된 연료를 연소시켜 가열로 내부에 마련된 가열 소재(60)를 가열시키게 된다.As shown in FIG. 4, the multi-point temperature measuring device according to the present invention has a temperature measuring contact t1 (t2) of a metal wire mounted inside the outer case 30 through an installation hole provided in an upper furnace wall of the heating furnace 100. ) t3 is installed in the vertical direction. At this time, the burner 50 that provides a heat source to the inside of the heating furnace 100 is provided on one side wall of the heating furnace 100 to receive fuel (gas) and combustion air from the outside, and burn the supplied fuel to heat The heating material 60 provided in the furnace is heated.
한편, 다점 온도 측정 장치 즉, 열전대 온도계는 버너(50)에 의해 가열되는 가열로(100) 내부의 온도를 검출하게 되는 데, 수직 방향으로 마련된 다수개의 측정 접점(t1)(t2)(t3)을 통해 가열로(100) 내부의 3군데의 온도를 동시에 검출할 수 있게 된다. 각 측정 접점에서 측정되는 온도 신호는 온도 신호 검출기(10)(11)(12)를 통해 디지털 값으로 변환된 후 온도 기록계(13)에 각각 기록되게 된다.On the other hand, the multi-point temperature measuring device, that is, the thermocouple thermometer detects the temperature inside the heating furnace 100 heated by the burner 50, a plurality of measurement contacts (t1) (t2) (t3) provided in the vertical direction Through this, it is possible to simultaneously detect three temperatures in the furnace 100. The temperature signal measured at each measurement contact point is converted into a digital value through the temperature signal detectors 10, 11 and 12, and then recorded in the temperature recorder 13, respectively.
이렇게 온도 기록계(13)에 기록되는 가열로 내부의 수직 방향으로 다수 지점의 온도변화를 관측하여 버너의 불꽃길이를 조정등의 제어를 수행하여 가열로 부위별 온도 제어를 수행하게 된다.In this way, by monitoring the temperature change of the plurality of points in the vertical direction inside the heating furnace recorded in the temperature recorder 13 to control the flame length of the burner to perform temperature control for each part of the heating furnace.
본 고안에 따른 가열로 내부의 다점 온도 측정 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.The multi-point temperature measuring apparatus inside the heating furnace according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified within the range allowed by the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 다점 온도 측정 장치는 가열로 내의 온도를 측정하는 데 있어서 가열로 내부의 수직 방향으로 여러 지점에서의 온도변화를 동시에 연속적으로 측정할 수 있어 가열로 내부의 열 흐름을 정확하게 판단할 수 있게 된다. 또한, 이를 이용하여 버너의 불꽃길이 조정, 가열로 부위별 온도 조정을 가능하게 하여 가열로 생산 제품의 품질 향상에 기여는 물론 가열로 연소제어에 활용함으로써 연료 원단위를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, the multi-point temperature measuring apparatus according to the present invention can measure the temperature change at several points in the vertical direction at the same time continuously in the vertical direction of the inside of the furnace in order to measure the temperature in the furnace. The flow can be judged accurately. In addition, it is possible to adjust the flame length of the burner and to adjust the temperature of each part of the furnace, thereby contributing to the improvement of the quality of the products produced in the furnace and to controlling the combustion of the furnace. have.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019990011118U KR20010000923U (en) | 1999-06-22 | 1999-06-22 | Apparatus of sensing temperature at multipoint |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100950317B1 (en) * | 2007-12-14 | 2010-03-31 | 한국생산기술연구원 | Multi-point Temperature Measurement Apparatus |
| KR101017613B1 (en) * | 2010-07-02 | 2011-02-28 | 한국기계연구원 | Apparatus for measuring temperature in pipe |
| KR101032658B1 (en) * | 2010-12-23 | 2011-05-06 | 한국기계연구원 | Apparatus for measuring temperature of fluid flowing through pipe |
-
1999
- 1999-06-22 KR KR2019990011118U patent/KR20010000923U/en not_active Application Discontinuation
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| KR101017613B1 (en) * | 2010-07-02 | 2011-02-28 | 한국기계연구원 | Apparatus for measuring temperature in pipe |
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