KR200320854Y1 - 선박용 다기능 디지털 온도측정기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박용 다기능 디지털 온도측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도측정이 요구되는 부분에 삽입되는 인서트로드와, 인서트로드로부터 측정된 온도를 외부로 표시하는 헤드부의 사이에 방열부를 설치하므로서, 측정부위의 높은 온도가 헤드부로 직접 전달되는 것을 차단하여 헤드부의 열손상을 방지할 수 있도록 하며, 이로 인하여 열손상에 쉽게 노출되는 디지털 표시기를 헤드부에 설치할 수 있도록 함과 동시에 디지털 표시기의 내부구조를 간단하게 하면서도 0℃ 에서 600℃의 다양한 온도범위에 적용시킬 수 있도록 한 선박용 다기능 디지털 온도측정기에 관한 것이다.

본 고안에 따른 선박용 다기능 디지털 온도측정기는, 보호튜브(4)의 내부에 열전센서(5)가 삽입된 인서트로드(2)와, 상기 인서트로드(2)의 상단부에 삽입 설치되어 열전센서(5)로부터 발생한 기전력을 온도값으로 표시하는 헤드부(3)로 이루어지는 것에 있어서, 상기 인서트로드(2)와 헤드부(3)의 사이에는 열전센서(5)를 둘러싸는 몸체(41)의 외측에 방열핀 또는 방열판(42)이 연장 형성되는 방열부(40)가 설치되고, 상기 헤드부(3)는 그 내부에 열전센서(5)로부터 발생한 기전력을 2단에 걸쳐 증폭시키는 제 1 및 제 2증폭기(31)(32)와, 상기 증폭기(31)(32)로부터 전송된 신호를 디스플레이부(34)에 표시하는 메인 PCB(33)가 설치된 디지털표시기(30)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 다기능 디지털 온도측정기{Digital thermometer with multi-function for a ship}

본 고안은 선박용 다기능 디지털 온도측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도측정이 요구되는 부분에 삽입되는 인서트로드와, 인서트로드로부터 측정된 온도를 외부로 표시하는 헤드부의 사이에 방열부를 설치하므로서, 측정부위의 높은 온도가 헤드부로 직접 전달되는 것을 차단하여 헤드부의 열손상을 방지할 수 있도록 하며, 이로 인하여 열손상에 쉽게 노출되는 디지털 표시기를 헤드부에 설치할 수 있도록 함과 동시에 디지털 표시기의 내부구조를 간단하게 하면서도 0℃ 에서 600℃의 다양한 온도범위에 적용시킬 수 있도록 한 선박용 다기능 디지털 온도측정기에 관한 것이다.

일반적으로 선박 엔진의 냉각수 통로나 보일러 시스템의 온수배관과 같은 각종 장소에는 냉각수나 온수 등의 온도를 측정하기 위한 온도측정기가 설치되므로서, 선박의 엔진이나 보일러 시스템과 같은 각종 설비의 정상작동 여부를 사전에 판단할 수 있도록 되어 있으며, 이러한 온도측정기는 열팽창계수가 다른 2개의 금속을 이용하여 온도를 측정하는 바이메탈식 온도측정기와, 열에 의하여 기전력을 발생시키는 열전센서를 이용한 열전대형 온도측정기로 크게 나눌 수 있다.

상기한 온도측정기 중 바이메탈식 온도측정기는 온도에 따라 지시바늘의 각도가 움직이도록 되어 있는 측정기 자체를 측정부위에 삽입하여 그 측정부위의 내부 온도를 측정할 수 있도록 한 것으로서, 그 크기가 소형이고 가격이 저렴하며 장치의 고장이 잘 발생하지 않는다는 장점은 있으나, 온도측정기의 설치 및 제거작업이 다소 까다롭고, 하나의 측정기로 측정할 수 있는 온도범위가 한정되어 있을 뿐만 아니라 그 측정에 따른 오차범위가 다소 크게 되어 온도에 대한 정밀한 측정이 어렵다는 단점이 있기 때문에 최근에 들어서는 상기한 바이메탈식 온도측정기 대신에 열전대형 온도측정기가 많이 사용되고 있다.

상기와 같이 선박에 적용되는 열전대형 온도측정기는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 엔진의 냉각수 라인이나 보일러의 급수라인과 같은 각종 측정부위로 삽입되는 인서트로드(2)와, 상기 인서트로드(2)의 상단부에 설치되고 온도측정용 게이지(6)를 구비하는 헤드부(3)로 이루어지며, 상기 인서트로드(2)와 헤드부(3)의 사이에는 온도측정기(1)를 측정부위에 고정시킬 수 있도록 나사부(2a)를 구비하는 체결볼트(9) 및 보조너트(10)가 각각 설치되어 있다.

상기 인서트로드(2)는 그 외부 몸체를 이루는 보호튜브(4)의 내부에 측정부위에서 발생하는 열에 의하여 기전력을 발생시키는 열전센서(5)가 삽입되어 있으며, 상기 헤드부(3)에 설치되는 게이지(6)는 그 몸체의 일측에 전원공급용 케이블이 연결되는 케이블 글랜드(6a)가 설치되고, 그 몸체의 하측에는 열전센서(5)로부터 발생한 기전력을 게이지(6)로 전달시키기 위한 터미널블록(8)이 설치되며, 게이지(6)의 상면에는 유리 또는 투명 플라스틱 재질로 이루어지는 게이지커버(7)가 게이지(6)의 몸체와 체인(7a)에 의하여 연결 설치된 구성으로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 선박용 온도측정기(1)는 해당 측정부위의 온도가 인서트로드(2) 및 터미널블록(8)을 통하여 그대로 게이지(6)측으로 전달되므로서, 측정부위의 온도가 매우 높을 경우에는 섬세한 게이지(6) 부분에 열손상이 발생하여 게이지(6)가 쉽게 손상되는 문제점이 있었고, 이로 인하여 상기 게이지(6)를 열손상에 쉽게 영향을 받지 않는 아날로그식(지침형) 게이지를 사용하여야 하므로서 게이지(6)의 전체적인 부피가 커지게 될 뿐만 아니라, 온도에 대한 섬세한 측정을 위해서는 상기 게이지(6)의 구조가 매우 복잡하게 이루어지게 되므로서 온도측정기(1)의 가격 또한 고가가 되는 문제점이 있었으며, 아날로그식 게이지의 경우 측정자나 측정시점에 따라 그 측정값의 판독에 조금씩 오차가 발생하기 때문에 선박의 엔진이나 보일러 시스템과 같은 각종 설비에 대한 효율적인 관리가 다소 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같이 아날로그식 온도측정기가 가지는 문제점을 해결하기 위하여, 열전센서(5)가 삽입된 인서트로드(2)를 검침봉의 선단부에 설치하고, 그 검침봉을 통하여 인서트로드(2)와 연결되는 전선을 일정 길이만큼 연장하여 디지털 표시기나 LCD 모니터를 구비하는 별도의 판독장치와 접속시키므로서, 검침봉의 선단부에 설치된 인서트로드(2)를 측정부위로 삽입시키게 되면, 인서트로드(2)의 열전센서(5)로부터 발생한 기전력이 전선을 통하여 판독장치로 전송되고, 이 판독장치의 연산작용을 통하여 디지털 표시기나 LCD 모니터상에 해당 측정부위의 온도가 수치로 표시되도록 한 디지털식 온도측정기가 사용되고 있다.

상기와 같은 디지털식 온도측정기는 그 측정오차가 0.1 ~ 1% 범위로 매우 낮기 때문에 정확한 온도측정이 가능할 뿐만 아니라 1대의 측정기만으로도 0 ~ 1000℃ 범위의 온도를 측정할 수 있고, 그 측정대상 또한 매우 다양하게 적용시킬 수 있는 장점은 있으나, 상기한 아날로그식 온도측정기에 비하여 그 부피가 매우 크고 가격 또한 고가이기 때문에, 해당 측정부위에 인서트로드를 장기간 삽입시킨 상태에서 그 측정부위의 온도만을 수시로 측정하는 용도로 사용하기에는 다소 부적합한 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안에 의한 선박용 다기능 디지털 온도측정기는, 온도측정이 요구되는 부분에 삽입되는 인서트로드와, 인서트로드로부터 측정된 온도를 외부로 표시하는 헤드부의 사이에 방열부를 설치하므로서, 측정부위의 높은 온도가 헤드부로 직접 전달되는 것을 차단하여 헤드부의 열손상을 방지할 수 있도록 하며, 이로 인하여 열손상에 쉽게 노출되는 디지털 표시기를 헤드부에 설치할 수 있도록 함과 동시에 디지털 표시기의 내부구조를 간단하게 하면서도 0℃ 에서 600℃의 다양한 온도범위에 적용시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은, 보호튜브의 내부에 열전센서가 삽입된 인서트로드와, 상기 인서트로드의 상단부에 삽입 설치되어 열전센서로부터 발생한 기전력을 온도값으로 표시하는 헤드부로 이루어지는 것에 있어서, 상기 인서트로드와 헤드부의 사이에는 열전센서를 둘러싸는 몸체의 외측에 방열핀 또는 방열판이 연장 형성되는 방열부가 설치되고, 상기 헤드부는 그 내부에 열전센서로부터 발생한 기전력을 2단에 걸쳐 증폭시키는 제 1 및 제 2증폭기와, 상기 증폭기로부터 전송된 신호를 디스플레이부에 표시하는 메인 PCB가 설치된 디지털표시기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 선박용 온도측정기를 나타내는 측면도.

도 2의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 선박용 다기능 디지털 온도측정기를 나타내는 정면도 및 측면도.

도 3은 본 고안에 의한 디지털 온도측정기의 측단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 온도측정기 2 : 인서트로드 3 : 헤드부

4 : 보호튜브 5 : 열전센서 9 : 체결너트

10 : 보조너트 30 : 디지털 표시기 31 : 제 1증폭기

32 : 제 2증폭기 33 : 메인PCB 34 : 디스플레이부

35,36 : 접속부 37 : 케이블 글랜드 40 : 방열부

41 : 몸체 42 : 방열핀 or 방열판

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 선박용 다기능 디지털 온도측정기를 나타내는 정면도 및 측면도이고, 도 3은 본 고안에 의한 디지털 온도측정기의 측단면도이며, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 2a는 나사부를 나타내는 것이다.

본 고안에 의한 선박용 다기능 디지털 온도측정기는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 보호튜브(4)의 내부에 열전센서(5)가 삽입되어 선박 엔진의 냉각수라인이나 보일러 시스템의 급수라인과 같은 각종 측정부위로 삽입되는 인서트로드(2)와, 상기 인서트로드(2)의 상단부에 삽입 설치되어 열전센서(5)로부터 발생한 기전력을 온도값으로 표시하는 디지털 표시기(30)로서의 헤드부(3)로 이루어지며, 상기 인서트로드(2)와 헤드부(3)의 사이에는 열전센서(5)를 둘러싸는 몸체(41)의 외측에 방열핀 또는 방열판(42)이 연장 형성되는 방열부(40)와, 온도측정기(1)를 해당 측정부위에 삽입시킨 상태로 고정시킬 수 있도록 나사부(2a)를 구비하는 체결볼트(9) 및 보조너트(10)가 각각 설치된 구성으로 이루어진다.

상기 방열부(40)의 몸체(41)와 방열핀 또는 방열판(42)은 방열성능이 우수하고 부식에 강한 알루미늄 합금이나 스테인레스 스틸 또는 이와 유사한 성질을 가지는 금속 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 방열부(40)를 방열핀(42)으로 형성시킬 경우에는 방열부(40)의 몸체(41) 양측 또는 사방으로 연장되거나 몸체(41)의 외주면을 따라 방사상으로 연장되는 일정폭의 금속핀을 몸체(41)를 따라 여러 층으로 나누어 형성시키고, 상기 방열부(40)를 방열판(42)으로 형성시킬 경우에는 원형이나 사각형 금속판을 몸체(41)를 따라 여러 층으로 나누어 형성시키는 것이우수한 방열효율을 확보하는 측면에서 바람직하다.

또한, 디지털 표시기(30)로서의 상기 헤드부(3)는 그 몸체의 전방에 측정된 온도값을 수치로 표시하는 디스플레이부(34)가 노출 설치되고, 그 몸체의 일측에는 헤드부(3)로 전원을 공급하는 도시되지 않은 케이블이 연결됨과 동시에 헤드부(3)로의 유체 유입을 방지하기 위하여 내부에 팩킹재를 개재시킨 케이블 글랜드(Cable gland; 37)가 설치되며, 그 몸체의 내부에는 하단 접속부(36)를 통하여 열전센서(5)와 연결되므로서 열전센서(5)로부터 발생한 기전력을 2단에 걸쳐 증폭시키는 제 1 및 제 2증폭기(31)(32)와, 상기 증폭기(31)(32)로부터 전송된 신호를 디스플레이부(34)에 표시할 수 있도록 상단 접속부(35)로부터 전원을 공급받는 메인PCB(33)가 설치되어 있다.

상기의 증폭기(31)(32)는 열전센서(5)로부터 발생한 입력신호로서의 기전력을 확대하여 더 큰 출력신호로 이끌어내는 기기로서 앰프(Amp; amplifier)라고도 하며, 열전센서(5)로부터 발생한 아날로그 신호로서의 기전력을 디지털 신호로 전환시킨 다음 이를 메인PCB(33)로 전송하므로서, 이 메인PCB(33)가 증폭기(31)(32)로부터 출력된 신호를 연산처리를 하여 해당 온도값에 상응하는 수치를 디스플레이부(34)에 표시하게 되는 것이다.

또한, 상기 메인PCB(33)는 배선 회로용 기판(Printed Circuit Board) 또는 이와 유사한 의미인 프로세스 제어블록(Process Control Block)의 약자로서, IC 집적회로나 저항기 또는 스위치 등의 전기적 부품들이 납땜되는 얇은 판을 말하며, 대부분의 컴퓨터에 사용되는 회로가 이러한 배선 회로용 기판에 설치되는 데, 상기메인PCB(33)는 절연체인 에폭시 수지 또는 베이클라이트 수지 등으로 만든 얇은 기판에 구리박판을 붙인 다음, 그 구리박판상에 해당 연산처리에 요구되는 회로를 레지스트로서 인쇄하여 구리를 녹일 수 있는 식각액속에 인쇄된 기판을 담그게 되면, 레지스트가 묻지 않은 구리부분이 녹으면서 원하는 회로를 얻게 되며, 이러한 회로상에 온도측정용 IC 부품과 디스플레이부(34) 및 각종 입출력 전선을 부착하여 사용하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 온도측정기(1)를 선박 엔진의 냉각수라인이나 보일러 시스템의 급수라인과 같은 장소에 설치하여 온도를 측정하고자 하는 경우에는, 먼저 온도측정기(1)의 인서트로드(2) 부분을 해당 측정부위로 삽입시킨 다음, 인서트로드(2)의 상부에 구비된 체결볼트(9) 및 보조너트(10)를 사용하여 온도측정기(1)를 해당 측정부위에 견고하게 고정시키게 된다.

상기와 같이 본 고안의 온도측정기(1)를 해당 측정부위에 고정시켜 놓은 다음, 케이블 글랜드(37)에 연결되어 헤드부(3)와 접속되는 도시되지 않은 케이블을 통하여 헤드부(3)에 전원을 인가시키게 되면, 헤드부(3)의 상단 접속부(35)를 통하여 메인PCB(33)로 전원이 인가되므로서 온도측정을 위한 온도측정기(1)의 세팅이 완료되어지며, 이와 같이 온도측정기(1)의 세팅이 완료됨과 동시에 인서트로드(2)의 열전센서(5)로부터 해당 측정부위의 온도에 해당하는 기전력이 발생하여 디지털 표시기(30)로서의 헤드부(3)로 전달된다.

상기와 같이 헤드부(3)로 전달된 기전력은 그 하단 접속부(36)를 통하여 제 1 및 제 2증폭기(31)(32)로 유입되므로서 입력신호로서의 아날로그 신호가 디지털신호로 변환 및 증폭된 다음 메인PCB(33)로 전송되고, 이 메인PCB(33)에서 증폭기(31)(32)로부터 입력된 디지털 신호를 연산처리하여 디스플레이부(34)에 해당 온도를 수치로 표시하게 되므로서 측정자가 해당 측정부위의 온도를 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 온도의 측정과정에서 측정부위의 온도가 인서트로드(2)를 통하여 헤드부(3)로 전달되는 데, 인서트로드(2)와 헤드부(3)의 사이에 방열핀 또는 방열판(42)으로 이루어지는 방열부(40)가 설치되어 측정부위의 온도가 헤드부(3)로 직접 전달되는 것을 차단시켜 주므로서, 해당 측정부위의 온도가 600℃ 정도의 고온이라 하더라도 메인PCB(33)나 증폭기(31)(32)와 같이 열손상에 쉽게 노출되는 전자부품을 안전하게 보호할 수 있게 된다.

상기와 같이 헤드부(3)에 설치된 각종 전자부품이 방열부(40)에 의하여 열손상으로부터 안전하게 보호되므로서, 해당 측정부위에 온도측정기(1)를 장기간 동안 고정시켜 온도를 측정하더라도 온도측정기(1)의 고장이나 손상이 거의 발생하지 않게 되며, 이로 인하여 기존에 디지털 표시기(30)를 적용하지 못하였던 각종 측정부위에 디지털 표시기(30)가 설치된 온도측정기(1)를 용이하게 적용시킬 수 있게 되므로서, 아날로그식 온도측정기에 비하여 해당 측정부위의 온도를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 될 뿐만 아니라, 아날로그식 온도측정기에 적용되었던 복잡한 기계식 구조를 메인PCB(33) 하나로 통합하여 그 내부 구조 또한 매우 단순하게 하므로서 온도측정기(1)의 설치부피를 최소화시킴과 동시에 그 생산단가 또한 매우 저렴하게 할 수 있게 되는 것이다.

특히, 본 고안에 의한 디지털 온도측정기(1)는 기존의 디지털식 온도측정기와 같이 그 측정오차가 0.1 ~ 1% 범위로 매우 낮기 때문에 정확한 온도측정이 가능할 뿐만 아니라 1대의 측정기만으로도 0 ~ 600℃ 범위내의 다양한 온도측정에 적용할 수 있으면서도, 기존의 디지털식 온도측정기에 비하여 그 사용이 보다 간편하고 가격 또한 저렴하기 때문에 해당 측정부위에 인서트로드(2)를 장기간 삽입시킨 상태에서 그 측정부위의 온도만을 수시로 측정하는 용도에 매우 적합한 온도측정기(1)를 제공할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 고안에 의한 선박용 다기능 디지털 온도측정기는, 온도측정이 요구되는 부분에 삽입되는 인서트로드와, 인서트로드로부터 측정된 온도를 외부로 표시하는 헤드부의 사이에 방열부를 설치하므로서, 측정부위의 높은 온도가 헤드부로 직접 전달되는 것을 차단하여 헤드부의 열손상을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 열손상에 쉽게 노출되는 디지털 표시기를 헤드부에 설치할 수 있게 되므로서, 기존의 아날로그식 온도측정기에 비하여 보다 정밀한 온도측정이 가능할 뿐만 아니라, 온도측정기의 설치부피와 그 생산단가 또한 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 기존의 디지털식 온도측정기에 버금가는 정확한 온도측정이 가능하고 1대의 측정기만으로도 0 ~ 600℃ 범위의 다양한 온도측정에 적용할 수 있으면서도, 기존의 디지털식 온도측정기에 비하여 그 사용이 보다 간편하고 가격 또한 저렴한 디지털 온도측정기를 제공할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 해당 측정부위에인서트로드를 장기간 삽입시킨 상태에서 그 측정부위의 온도만을 수시로 측정하는 용도에 매우 적합한 디지털 온도측정기를 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 보호튜브(4)의 내부에 열전센서(5)가 삽입된 인서트로드(2)와, 상기 인서트로드(2)의 상단부에 삽입 설치되어 열전센서(5)로부터 발생한 기전력을 온도값으로 표시하는 헤드부(3)로 이루어지는 것에 있어서,

   상기 인서트로드(2)와 헤드부(3)의 사이에는 열전센서(5)를 둘러싸는 몸체(41)의 외측에 방열핀 또는 방열판(42)이 연장 형성되는 방열부(40)가 설치되고,

   상기 헤드부(3)는 그 내부에 열전센서(5)로부터 발생한 기전력을 2단에 걸쳐 증폭시키는 제 1 및 제 2증폭기(31)(32)와, 상기 증폭기(31)(32)로부터 전송된 신호를 디스플레이부(34)에 표시하는 메인 PCB(33)가 설치된 디지털 표시기(30)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 다기능 디지털 온도측정기.