KR200361034Y1 - 열전대를 이용한 온도측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열전대 온도측정장치에 관한 것으로, 상세하게는 열전대를 이용한 온도측정장치에서 상기 열전대의 고장여부를 감지하기 위해 상기 온도측정장치에 별도의 고장감지를 위한 열전대가 삽입가능한 고장검사기능이 구비된 열전대 온도측정장치에 관한 것이다.

본 고안의 열전대 온도측정장치는 일측은 폐쇄되고 타측은 개방된 개구부가 형성된 중공의 실린더 형상의 보호관과, 상기 보호관의 내부에 하나 이상 복수개 설치된 온도 측정용 열전대와, 상기 보호관의 개구부를 덮고, 상기 열전대의 연결되지 않은 부분과 전기적으로 결합하기 위한 복수개의 단자가 형성된 덮개를 포함하는 열전대 온도측정장치에 있어서, 상기 덮개에는 상기 보호관의 내부로 상기 온도 측정용 열전대의 고장여부를 검사하기 위한 별도의 검사용 열전대를 삽입하기 위한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

열전대를 이용한 온도측정장치{TEMPERATURE MEASUREMENT DEVICE USED THERMO COUPLE}

본 고안은 열전대를 이용한 온도측정장치에 관한 것으로, 상세하게는 열전대를 이용한 온도측정장치에서 상기 열전대의 고장여부를 감지하기 위해 상기 온도측정장치에 별도의 고장감지를 위한 열전대가 삽입가능한 고장검사기능이 구비된 열전대 온도측정장치에 관한 것이다.

열전대(Thermocouple) 온도측정장치는 열기전력을 이용하여 온도를 측정할 수 있도록 하는 것으로, 각기 다른 2개의 금속소선의 한쪽끝을 접합하여 측온접점을 형성한 후, 상기 측온접점을 측정할 발열물에 인접하게 위치시키고 열기전력을 측정하고, 상기 측정된 열기전력을 이용하여 측정부위의 온도를 알 수 있다.

상기와 같은 열전대 온도측정장치는 그 구조가 간단하고 금속소선의 종류에 따라 극저온에서부터 3000℃ 정도의 고온까지 넓은 범위의 온도를 측정할 수 있게 되므로 금속용융물의 온도측정 뿐만 아니라 소결로의 로내부 온도측정등 온도측정에 다양하게 이용되고 있다.

도 6은 종래의 열전대 온도측정장치를 보이는 단면도로서, 종래의 열전대 온도측정장치에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

열전소선(1)이 반응로(4)의 외부와 내부를 관통하는 열전대 홀(5)을 통해 내부로 삽입되어 반응로(4) 외부면에 단자에 고정되고, 상기 단자는 제어장치에 회로적으로 연결된다. 상기 열전소선(1)을 보호하기 위한 세라믹등의 절연재질로 된 보호수단(2)이 열전소선(1)을 둘러쌓아 덮게 되며, 상기 보호수단(2)은 고정부재(3)를 통해 반응로(4) 내부면에 고정설치된다. 상기와 같이 설치된 열전대 온도측정장치(6)는 반응로(4)내부의 발열물에서 발산되는 열에 의해 측온접점에 열기전력이 발생하고, 상기 열기전력을 제어장치에서 입력받아 이를 온도값으로 변환하여 디스플레이 한다.

상기와 같은 종래의 열전대 온도측정장치는 장기간 사용으로 인한 노후화로 상기 보호관이 닳거나 보호관의 외면에 이물질등이 부착된 경우, 상기 발열물의 온도를 정확히 측정하지 못하는 단점이 있다. 이에 상기 열전대 온도측정장치의 고장여부를 검사하기 위해 별도의 검사용 열전대 온도측정장치를 더 구비하고, 상기 온도 측정용 열전대 온도측정장치가 이상이 있다고 판단되는 경우 검사용 열전대 온도측정장치로부터 온도를 측정하여 상기 온도 측정용 열전대 온도측정장치의 온도값과 검사용 열전대 온도측정장치의 온도값을 비교하여 상기 온도 측정용 열전대 온도측정장치의 고장판정을 하게 된다. 그러나, 상기 온도 측정용 열전대 온도측정장치와 검사용 열전대 온도측정장치는 반응로 내부에 설치된 위치가 서로 달라 발열물과의 거리 차이등에 의해 측정 온도의 오차가 발생하며, 상기 오차로 인해 실제 온도 측정용 열전대 온도측정장치에 고장이 발생되지 않더라도 제어장치에서는 고장으로 판정하여 반응로의 가동이 중지되는 등의 문제점이 발생한다.

또한, 상기 온도 측정용 열전대 온도측정장치와 검사용 열전대 온도측정장치를 각각 별도로 설치해야 함으로서, 상기 반응로에 상기 검사용 열전대 온도측정장치를 삽입하기 위한 홀을 별도로 더 형성해야 하고, 열의 외부누출에 민감한 반응로에 상기 검사용 열전대를 삽입하기 위한 홀을 별도로 더 형성하는 것은 반응로의 효율을 저하시키는 원인이 되었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 열전대 온도측정장치의 온도 측정용 열전대를 검사하기 위한 검사용 열전대 온도측정장치를 별도로 마련하되, 상기 열전대 온도측정장치의 보호관에 상기 검사용 열전대 온도측정장치를 삽입 가능하도록 하여 측정 온도의 편차를 줄이는 열전대 온도측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 상기 열전대 온도측정장치의 고장 예상시에만 상기 검사용 열전대를 삽입하여 고장여부를 판정하고, 평상시에는 상기 검사용 열전대를 제거하여 반응로내 온도를 측정하는 열전대 온도측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 열전대 온도측정장치를 보인 사시도

도 2는 도 1의 A-A 단면도

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 검사용 열전대를 보인 사시도

도 4는 본 고안의 일실시예에 열전대 온도측정장치에 검사용 열전대를 삽입한 사용 상태도

도 6은 종래 열전대 온도측정장치를 보인 단면도

<도면 부호의 간단한 설명>

10 보호관 20 덮개

22 단자부 21 구멍

30 고정부 40 온도측정용 열전대

50 검사용 열전대 60 반응로

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 열전대 온도측정장치는 일측은 폐쇄되고 타측은 개방된 개구부가 형성된 중공의 실린더 형상의 보호관과, 상기 보호관의 내부에 하나 이상 복수개 설치된 온도 측정용 열전대와, 상기 보호관의 개구부를 덮고, 상기 열전대의 연결되지 않은 부분과 전기적으로 결합하기 위한 복수개의 단자가 형성된 덮개를 포함하는 열전대 온도측정장치에 있어서, 상기 덮개에는 상기 보호관의 내부로 상기 온도 측정용 열전대의 고장여부를 검사하기 위한 별도의 검사용 열전대를 삽입하기 위한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 열전대 온도측정장치에서, 상기 온도 측정용 열전대가 2개 설치된 경우, 상기 검사용 열전대는 상기 2개의 온도 측정용 열전대 사이에 삽입되도록 상기 덮개의 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 열전대 온도측정장치에서, 상기 온도 측정용 열전대와 검사용 열전대는 동일 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 열전대 온도측정장치에서, 상기 보호관은 내부에 상기 열전대가 적어도 3개이상 삽입되도록 형성되어 있음을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 고장검사기능이 구비된 열전대 온도측정장치에 따른 일실시예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B' 단면도 이고, 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 검사용 열전대를 보인 사시도이고, 도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 온도 감지용 열전대 온도측정장치에 검사용 열전대를 삽입한 사용 상태도이다.

본 실시예의 고장검사기능이 구비된 열전대 온도측정장치(100)는 일측은 폐쇄되고, 타측은 개구부가 형성된 보호관(10)과, 서로 다른 2개의 열전소선(41a,41b)이 일측은 연결되어 있고 타측은 연결되지 않고, 상기 연결된 부분이 상기 보호관(10)의 폐쇄된 부분에 인접하도록 상기 보호관(10)의 내부에 복수개 설치된 온도 측정용 열전대(40)와, 상기 보호관(10)의 개구부를 덮고, 상기 열전대(40)와 전기적으로 접속하기 위한 단자부(22)가 복수개 형성된 덮개(20)를 포함한다.

상기 덮개(20)는 중심부에 상기 온도 측정용 열전대(40)의 고장여부를 검사하기 위한 별도의 검사용 열전대(50)가 상기 보호관(10)의 내부로 삽입되도록 구멍(21)이 형성되어 있으며, 상기 덮개(20)의 단자부(22)는 상기 열전소선(41a,41b)과 연결되는 제1단자(22b)와, 상기 제1단자(22b)와 전기적으로연결되어 외부의 기기측과 연결되는 제2단자(22a)를 포함한다.

상기 미설명부호 30은 상기 열전대 온도측정장치(100)를 반응로(60)내에 삽입하여 고정하기 위한 고정부이나 선택적으로 사용 가능하다.

상기와 같은 열전대 온도측정장치(100)는 반응로(60)의 발열물에 인접하게 위치시켜 열기전력을 측정하고, 측정된 열기전력을 외부의 기기에서 입력받아 이를 온도값으로 변환하여 측정부위의 온도를 알 수 있게 하는 것이다.

상기 온도 측정용 열전대(40)에 이상이 있다고 판정되는 경우, 온도 측정용 열전대(40)의 고장여부를 검사하기 위하여 검사용 열전대(50)를 상기 덮개(20)의 구멍(21)을 통해 열전대 온도측정장치(100)의 보호관(10)에 삽입하는데, 검사용 열전대(50)에 대해 도 3을 참조하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

본 실시예의 검사용 열전대(50)는 절연봉(도면에 표시하지 않음)의 내부에 서로 다른 2개의 열전소선(51)이 일측선단에서 노출되어 연결되고, 타측은 외부의 기기와 전기적으로 연결되기 위해 취부부(52)에 설치된 단자(52a)에 연결되어 있다. 상기 취부부(52)는 상기 검사용 열전대(50)를 상기 열전대 온도측정장치(100)에 삽입하거나 빼 낼때 검사자에 의해 용이하게 취부되도록 형성되나, 필수적인 구성은 아니다.

상기와 같은 검사용 열전대(50)는 상기 열전대 온도측정장치(100)의 덮개(20)에 형성된 구멍(21)을 통해 보호관(10)에 삽입되고, 상기 검사용 열전대(50)에서 측정한 열기전력과 상기 온도 측정용 열전대(40)에서 측정한 열기전력을 외부의 기기에서 입력받아 비교하여 설정된 범위 이상 만큼 차이가 발생하면, 상기 온도 측정용 열전대()의 고장으로 판정하는 것이다.

상기 검사용 열전대(50)에서 측정한 열기전력과 상기 온도 측정용 열전대(40)에서 측정한 열기전력의 차이가 상기 설정된 범위내이면 상기 온도 측정용 열전대(40)를 정상으로 판단하고, 상기 검사용 열전대(50)를 빼 내어 다른 열전대 온도측정장치(100)의 온도 측정용 열전대(40) 검사에 사용하게 된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 열전대 온도측정장치는 상기 온도 측정용 열전대 온도측정장치의 고장을 검사하기 위한 검사용 열전대를 열전대 온도측정장치의 보호관에 삽입하여 검사하도록 하여 상기 검사용 열전대와 온도 측정용 열전대 온도측정장치의 측정온도의 편차를 줄일 수 있도록 하여, 상기 온도 측정용 열전대의 정확한 검사가 가능하도록 한다.

또한, 상기 열전대 온도측정장치의 고장 예상시에만 상기 검사용 열전대 온도측정장치를 삽입하여 고장여부를 판정하고, 평상시에는 상기 검사용 열전대 온도측정장치를 제거하여 반응로내 온도를 측정함으로서, 간편하게 열전대 온도측정장치의 검사를 할 수 있으며, 복수개의 열전대 온도측정장치 검사를 하나의 검사용 열전대를 이용하여 검사 가능함으로서 종래 열전대 온도측정장치의 개수에 따라 검사용 열전대를 설치했었던 것에 비해 비용이 절감되는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 고안의 일 실시예는, 본 고안을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (4)

1. 일측은 폐쇄되고 타측은 개방된 개구부가 형성된 중공의 실린더 형상의 보호관과, 상기 보호관의 내부에 하나 이상 복수개 설치된 온도 측정용 열전대와, 상기 보호관의 개구부를 덮고, 상기 온도 측정용 열전대와 전기적으로 결합하기 위한 복수개의 단자가 설치된 덮개를 포함하는 열전대 온도측정장치에 있어서,

   상기 덮개에는 상기 보호관의 내부로 상기 온도 측정용 열전대의 고장여부를 검사하기 위한 별도의 검사용 열전대를 삽입하기 위한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전대 온도측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 온도 측정용 열전대가 2개 설치된 경우, 상기 검사용 열전대는 상기 2개의 온도 측정용 열전대 사이에 삽입되도록 상기 덮개의 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전대 온도측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 온도 측정용 열전대와 검사용 열전대는 동일 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전대 온도측정장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 보호관은 내부에 상기 온도 측적용 및 검사용 열전대가 적어도 3개이상 삽입되도록 형성되어 있음을 특징으로 하는 열전대 온도측정장치.