KR20070100474A - Temperature sensor for shielding magnetic field - Google Patents

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KR20070100474A
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magnetic
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magnetic field
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오석환
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Abstract

A temperature sensor having a magnetic field shielding function is provided to preclude a hall effect from being generated due to a magnetic field by installing a magnetic shielding part on an outer periphery of an insulating part. A temperature sensor(71) having a magnetic field shielding function has an integrated circuit and is contacted with a temperature measuring object so as to measure temperature. An insulating part(73) is formed on an outer periphery of the temperature sensor. A magnetic shielding part(75) is covered on an outer periphery of the insulating part. The insulating part is made of a thermally conductive material or an electrical insulation material. The magnetic shielding part includes a fixed part(78) fixed to the temperature measuring object.

Description

자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서{Temperature Sensor for Shielding Magnetic Field}Temperature sensor with magnetic field shielding {Temperature Sensor for Shielding Magnetic Field}

도 1은 종래의 광섬유 센서의 구조를 나타내는 도면.1 is a view showing the structure of a conventional optical fiber sensor.

도 2는 종래의 열전대 센서를 나타내는 도면.2 is a view showing a conventional thermocouple sensor.

도 3은 종래의 NTC 써미스터의 저항-온도특성을 나타낸 그래프.3 is a graph showing the resistance-temperature characteristics of a conventional NTC thermistor.

도 4a는 종래의 IC 온도센서를 나타낸 사시도.Figure 4a is a perspective view showing a conventional IC temperature sensor.

도 4b는 종래의 IC 온도센서의 실시예를 나타낸 사시도.Figure 4b is a perspective view showing an embodiment of a conventional IC temperature sensor.

도 4c는 종래의 다른 타입의 IC 온도센서를 나타낸 사시도.Figure 4c is a perspective view showing another conventional type of IC temperature sensor.

도 5a는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 1실시예를 나타낸 사시도.Figure 5a is a perspective view showing a first embodiment of a temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 5b는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 1실시예를 나타낸 정면도.Figure 5b is a front view showing a first embodiment of a temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 2실시예를 나타낸 사시도.Figure 6 is a perspective view of a second embodiment of a temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 7a는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 3실시예를 나타낸 사시도.Figure 7a is a perspective view showing a third embodiment of the temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 7b는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 4실시예를 나타낸 사시도.Figure 7b is a perspective view showing a fourth embodiment of the temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 8a는 종래의 IC 온도센서 주변에서의 자기장 변화를 설명하기 위한 그래프.8A is a graph for explaining a change in magnetic field around a conventional IC temperature sensor.

도 8b는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서 주변에서의 자기장 변화를 설명하기 위한 그래프.Figure 8b is a graph for explaining the change in the magnetic field around the temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

71: IC 온도센서 72: IC 온도센서71: IC temperature sensor 72: IC temperature sensor

73: 절연부 75: 자기차폐부73: insulation 75: magnetic shield

77: 버스바 80: 고정부77: busbar 80: fixed part

82: 고정부 B: 자기장82: fixed part B: magnetic field

I: 전류I: current

본 발명은 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서에 관한 것으로, 상세하게는 온도센서의 정상동작을 방해하는 자기장을 차폐하여 정상적인 동작이 가능한 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature sensor having a magnetic field shielding function, and more particularly to a temperature sensor having a magnetic field shielding function capable of normal operation by shielding a magnetic field that interferes with the normal operation of the temperature sensor.

공장의 정상 운전을 위하여는 프로세스상에 있는 많은 제어점을 유효 적절히 감시, 제어할 필요가 있으며 특히, 온도제어는 매우 중요하다.For normal operation of the plant, many control points in the process need to be effectively monitored and controlled, in particular temperature control.

예를 들어 공장에 설치된 반응조(REACTOR)의 온도가 1200℃로 유지되어야 하는데, 상기 온도의 측정오차가 1%라면 ±12℃의 편차를 보이게 되며 이를 제어하기 위한 불필요한 에너지가 낭비됨은 물론 동시에 생산제품의 품질 및 생산량을 결정하는 요소에 영향을 미치게 된다.For example, the temperature of the reactor installed in the factory should be maintained at 1200 ° C. If the measurement error of the temperature is 1%, the deviation will be ± 12 ° C. This will affect the factors that determine the quality and output of a product.

즉, 중앙제어시스템에 아무리 첨단의 기술을 도입한들 기초 데이터가 엉터리라면 아무 소용이 없는 것이다.In other words, no matter how advanced technology is introduced into the central control system, if the basic data is wrong, it is of no use.

종래에는 이러한 온도 측정을 위한 온도 센서로 사용되는 것 중에 광섬유 센서, 열전대 센서, NTC 써미스터가 있다.Conventionally, optical fiber sensors, thermocouple sensors, and NTC thermistors are used as temperature sensors for measuring these temperatures.

도 1은 종래의 광섬유 센서의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the structure of a conventional optical fiber sensor.

도 1에 나타낸 광섬유 센서의 구조는 광원(10), 광섬유(11), 감지부(12), 광검출기(13) 및 신호처리부(15)로 되어 있다.The structure of the optical fiber sensor shown in FIG. 1 includes a light source 10, an optical fiber 11, a sensing unit 12, a photodetector 13, and a signal processing unit 15.

상기 광원(10)으로는 작고 빛의 세기가 큰 반도체 레이저가 주로 쓰이고 있으며, 파장은 가시광부터 적외선까지 용도에 따라 선택하여 쓴다. As the light source 10, a semiconductor laser having a small light intensity and a large light intensity is mainly used, and a wavelength is selected and used according to a purpose from visible light to infrared light.

상기 광섬유(11)는 편광 유지 광섬유, 복굴절 제거된 광섬유, 타원 또는 사각형 형태의 광섬유 등 특수 광섬유들과, 이들을 복합한 여러 광섬유 소자들이 사용된다. The optical fiber 11 is a special optical fiber such as a polarization maintaining optical fiber, a birefringent optical fiber, an elliptic or quadrangular optical fiber, and various optical fiber elements in combination thereof.

상기 감지부(12)는 외부 물리량(S)이 상기 광섬유(11) 또는 빛과 상호작용을 일으키는 부분으로, 상기 물리량(S)의 종류에 따라 그 구조가 다양하다. The sensing unit 12 is a portion in which an external physical quantity S interacts with the optical fiber 11 or light, and its structure varies according to the type of the physical quantity S. FIG.

상기 광검출기(13)는 화합물 반도체로 이루어진 수광소자가 사용되며, 상기 신호처리부(15)는 변화되는 빛의 특성에 따라 빛의 세기 측정, 간섭계에서의 위상변화측정, 빛의 파장변화측정 등을 위한 광학적/전기적 선호처리기로 구성된다. The photodetector 13 is a light-receiving element made of a compound semiconductor is used, the signal processor 15 measures the light intensity, the phase change measurement in the interferometer, the wavelength change measurement of the light according to the characteristics of the light changes It consists of an optical / electrical preference processor.

이외에도 센서의 감도를 향상시키기 위해 측정하고자 하는 상기 물리량(S)을 빛의 특성 변화로 쉽게 유도해 낼 수 있는 트랜스듀서(Transducer; 미도시)가 이용될 수도 있다.In addition, a transducer (not shown) may be used to easily induce the physical quantity S to be measured to change the characteristics of light in order to improve the sensitivity of the sensor.

상기 광섬유 센서는 전기가 통하는 전도체가 포함되어 있지 않으므로 주변의 여러 장치에서 발생 되는 전자파에 의한 잡음 발생이 없고, 전기적인 접지, 누전, 감전 등의 염려가 없다. Since the optical fiber sensor does not include a conductor through which electricity flows, no noise is generated by electromagnetic waves generated from various devices in the vicinity, and there is no fear of electrical grounding, leakage, or electric shock.

그리고, 상기 광섬유 센서는 크기가 작고 가벼우며, 거의 모든 종류의 물리량 측정에 이용될 수 있다.The optical fiber sensor is small in size and light in weight, and can be used for measuring almost all kinds of physical quantities.

또한, 상기 광섬유 센서에 사용되는 상기 광섬유(11) 재질이 내식성이 강해 장기적인 계측에 적합하다.In addition, the material of the optical fiber 11 used in the optical fiber sensor is strong in corrosion resistance and suitable for long-term measurement.

그러나, 상기 광섬유(11) 자체가 가격이 비싸고, 주변 장치 또한 가격이 비싸다는 문제점이 있으며 아직 사용자에게 낯설다는 단점이 있다. However, there is a problem that the optical fiber 11 itself is expensive, the peripheral device is also expensive, and is still unfamiliar to the user.

도 2는 종래의 열전대 센서를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a conventional thermocouple sensor.

도 2에 나타낸 열전대 센서의 구조는 열전대 소선(21), 절연관(22), 보호관(23), 취부구(25) 및 단자박스(27)로 구성되어 있다.The structure of the thermocouple sensor shown in FIG. 2 is composed of a thermocouple element wire 21, an insulated tube 22, a protective tube 23, a mounting hole 25, and a terminal box 27.

상기 열전대 센서는 열원을 기초로 한 모든 분야에 온도변화의 수치를 민감하게 감지할 수 있는 온도센서로서 서로 종류가 다른 2개의 금속도체 양단을 전기 적으로 접속시키고 이 양단에 온도차를 주면 회로 중에 전류가 흐르는 제어백 효과(Seebeck Effect)를 이용하는 센서이다.The thermocouple sensor is a temperature sensor capable of sensitively detecting the temperature change value in all fields based on a heat source. The thermocouple sensor electrically connects two metal conductors of different types to each other and gives a temperature difference to both ends of the current in the circuit. The sensor uses a Seebeck Effect through

상기 양단 중 한쪽(기준접점)의 온도를 일정온도로(원칙적으로 0℃) 유지하고 열기전력의 수치를 측정함으로써 다른 끝단(측온접점)의 온도를 알 수 있다.The temperature of the other end (temperature contact point) can be known by maintaining the temperature of one (reference contact point) of the said both ends at a fixed temperature (in principle, 0 degreeC), and measuring the value of thermoelectric power.

따라서, 상기 기준 접점온도를 일정하게 유지하면 이 기전력에 의해 상기 측온접점의 온도를 알 수가 있다.Therefore, when the reference contact temperature is kept constant, the temperature of the temperature measuring contact point can be known by this electromotive force.

상기 열전대 센서의 특징으로는 응답이 빠르고 시간지연에 의한 오차가 비교적 적으며, 적합한 열전대 센서를 선택하면 0℃∼2500℃ 온도범위의 측정이 가능하다.The thermocouple sensor is characterized by a fast response and a relatively small error due to time delay. When a suitable thermocouple sensor is selected, a temperature range of 0 ° C to 2500 ° C can be measured.

그리고, 검출된 온도의 데이터가 전압신호이기 때문에 신호변환에 따른 정보처리가 용이하다.And since the data of the detected temperature is a voltage signal, the information processing according to the signal conversion is easy.

또한, 고온에서도 기계적 강도가 높고 내식성이 강하며, 안전성이 높고, 특정한 위치나 좁은 장소에서도 온도측정이 가능하다.In addition, high mechanical strength, high corrosion resistance, high safety even at high temperatures, temperature measurement is possible in a specific location or narrow location.

그러나, 온도 측정 대상물과 상기 열전대 센서와의 거리가 멀어지면 정확한 측정을 위해 온도 보상선이 필요하다.However, when the distance between the temperature measurement object and the thermocouple sensor is far, a temperature compensation line is required for accurate measurement.

또한, 처리 장치가 고가인 문제점이 있으며, 상기 열전대 센서의 출력신호가 아주 미약하여 항상 증폭기를 필요로 하는 단점이 있다. In addition, there is a problem that the processing device is expensive, the output signal of the thermocouple sensor is very weak, there is a disadvantage that always requires an amplifier.

그리고, 전기적 외란에 민감하고 측정하려는 곳에 따라 사용할 수 있는 열전대의 종류가 제한되는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the type of thermocouple that is sensitive to electrical disturbance and can be used according to the measurement position is limited.

또한, 측정 온도의 ±0.2% 정도 이상의 오차가 있으며, 기준 접점을 필요로 하고, 상기 기준 접점을 일정 온도(예를 들면 0℃)로 유지를 해야만 하는 단점이 있다.In addition, there is an error of more than ± 0.2% of the measurement temperature, there is a disadvantage that the reference contact is required, and the reference contact must be maintained at a constant temperature (for example, 0 ° C).

그리고, 고온에서 사용하거나 장시간 사용하면, 열화(산화/환원 등)가 발생하므로 정기적인 점검과 보정이 필요하며, 수명이 비영구적인 문제점이 있다.In addition, when used at a high temperature or for a long time, deterioration (oxidation / reduction, etc.) occurs, so regular inspection and correction are necessary, and the service life is non-permanent.

도 3은 NTC 써미스터의 저항-온도특성을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the resistance-temperature characteristics of an NTC thermistor.

NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor; 미도시)란 도 3에 나타낸 바와 같이, 온도가 상승하면 저항치가 감소되는 성질을 가지는 온도센서이다.NTC thermistor (Negative Temperature Coefficient Thermistor (not shown)) is a temperature sensor having the property of reducing the resistance value as the temperature rises, as shown in FIG.

상기 NTC 써미스터는 사용온도범위가 -50℃ ~ 500℃로 일상적인 온도 조절을 필요로 하는 모든 범위에 응용되며, 또한 소형으로 값이 저렴하고 고감도이므로 가전기기나 산업기기의 온도센서 및 온도보상용으로 사용된다.The NTC thermistor has a temperature range of -50 ℃ to 500 ℃, and is applicable to all ranges that require daily temperature control. Also, since it is small, inexpensive, and highly sensitive, it is suitable for temperature sensors and temperature compensation of home appliances and industrial equipment. Used as

상기 NTC 써미스터의 특징으로는 온도에 대한 저항온도 계수가 커서 미소온도 및 정밀측정이 가능하다.The NTC thermistor is characterized by a large resistance temperature coefficient with respect to temperature, which enables minute temperature and precision measurement.

그리고, 상기 NTC 써미스터는 무접점이므로 신뢰성이 높고 시간이 지남에 따른 변화가 적으며 압력, 자기, 기타 물리량에 대해 둔감하다.In addition, since the NTC thermistor is contactless, it is reliable, has little change over time, and is insensitive to pressure, magnetism, and other physical quantities.

또한, 상기 NTC 써미스터는 양산성이 우수하여 안정한 가격으로 대량공급이 가능하며 기계적 강도와 가공성이 우수하다.In addition, the NTC thermistor is excellent in mass production, can be supplied in large quantities at a stable price, and excellent in mechanical strength and processability.

그러나, 상기의 NTC 써미스터는 온도변화에 따른 저항변화를 신호로 변환시켜 주는 부가회로가 필요하며, 상기 NTC 써미스터 종류별로 적용되는 온도범위 외의 온도에 대해서는 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.    However, the NTC thermistor needs an additional circuit that converts a resistance change according to a temperature change into a signal, and has a problem of inaccuracy in temperature outside the temperature range applied for each type of NTC thermistor.

또한, 상기 NTC 써미스터는 파손되기가 쉽고, 실드된 전력선과 필터를 사용해야 하는 문제점이 있다.In addition, the NTC thermistor is easily damaged, and there is a problem in that a shielded power line and a filter must be used.

상기의 문제점을 해결하기 위해서 아날로그 집적회로(IC)로 구성된 온도센서(이하 'IC 온도센서'로 칭함; 30, 40)가 사용되고 있다.In order to solve the above problem, a temperature sensor (hereinafter, referred to as an 'IC temperature sensor') composed of an analog integrated circuit (IC) is used.

도 4a는 종래의 IC 온도센서를 나타낸 사시도, 도 4b는 종래의 IC 온도센서의 실시예를 나타낸 사시도, 도 4c는 종래의 다른 타입의 IC 온도센서를 나타낸 사시도이다.Figure 4a is a perspective view showing a conventional IC temperature sensor, Figure 4b is a perspective view showing an embodiment of a conventional IC temperature sensor, Figure 4c is a perspective view showing another conventional type of IC temperature sensor.

도 4a 내지 도 4c에 나타낸 IC 온도센서(30, 40)는 내셔널 세미콘덕터(National Semiconductor) 사에서 제조된 LM61 이며 TO-92(도 4a 참조) 와 SOT-23 (도 4c 참조) 타입이다.The IC temperature sensors 30 and 40 shown in Figs. 4A to 4C are LM61 manufactured by National Semiconductor, Inc., and are types of TO-92 (see Fig. 4A) and SOT-23 (see Fig. 4C).

상기 IC 온도센서(30, 40)는 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 다수의 전자소자로 구성되며, 또한 온도 보상 회로가 내장되어 있기 때문에 캘리브레이션 시스템(Calibration System)이 불필요하다.Since the IC temperature sensors 30 and 40 are composed of a plurality of electronic elements formed on a silicon wafer, and a temperature compensation circuit is built in, the calibration system is unnecessary.

또한, 상기 IC 온도센서(30, 40)는 고출력이어서 증폭기가 필요 없기 때문에 사용이 간편하다.In addition, since the IC temperature sensors 30 and 40 have high output power, they do not require an amplifier, and thus are easy to use.

그리고, 상기 IC 온도센서(30, 40)는 출력전압 대 온도특성이 완전선형이기 때문에 온도범위와 상관없이 정확한 출력이 유지된다.In addition, since the IC temperature sensors 30 and 40 have a completely linear output voltage versus temperature characteristic, accurate output is maintained regardless of the temperature range.

그러나, 상기 IC 온도센서(30, 40)는 전류가 흐르는 대상의 온도를 측정하려 할 때, 자기장의 영향을 받아서 측정오류가 생길 수 있다.However, when the IC temperature sensors 30 and 40 attempt to measure the temperature of an object through which current flows, measurement errors may occur due to the influence of a magnetic field.

예를 들면, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 전류(I)가 흐르고 있는 버스바(37)의 온도를 측정하려 할 때, 전류(I)의 흐름으로 인해 상기 버스바(37) 주변에는 강한 자기장(B)이 발생한다.For example, as shown in FIG. 4B, when trying to measure the temperature of the bus bar 37 in which the current I flows, a strong magnetic field is formed around the bus bar 37 due to the flow of the current I. B) occurs.

다시 말하면, 도 8a 에 나타낸 바와 같이, 상기 자기장(B)을 차폐하지 않은 상기 IC 온도센서(30, 40)는 상기 버스바(37) 주변에서 발생하는 상기 자기장(B)의 영향을 그대로 받고 있는 것을 알 수 있다.In other words, as shown in FIG. 8A, the IC temperature sensors 30 and 40 that do not shield the magnetic field B are under the influence of the magnetic field B generated around the bus bar 37. It can be seen that.

즉, 상기 IC 온도센서(30, 40) 자체에 전류가 흐르고, 상기 전류의 방향과 수직으로 상기 자기장(B)이 가해지면, 상기 IC 온도센서(30, 40)를 구성하는 전자소자에 악영향을 끼쳐 정상동작이 어렵다.That is, when a current flows through the IC temperature sensors 30 and 40 itself, and the magnetic field B is applied perpendicularly to the direction of the current, adversely affects the electronic elements constituting the IC temperature sensors 30 and 40. It is difficult to operate normally.

즉, 실리콘 웨이퍼에 형성된 다수의 전자소자에 자기장이 작용하여 홀 효과와 같은 작용에 의해 전자소자가 오작동 될 수 있기 때문에 결과적으로 상기 IC 온도센서(30, 40)로 측정한 온도 값에 오류가 생길 수 있는 문제점이 있다.That is, since a magnetic field acts on a large number of electronic devices formed on a silicon wafer, the electronic device may malfunction due to an effect such as a hall effect, and as a result, an error may occur in the temperature values measured by the IC temperature sensors 30 and 40. There is a problem that can be.

특히, 버스라인에 과대한 전류가 흘러 온도가 상승할 경우에는 전류로 인한 자기장의 발생이 더욱 커 자기장에 의한 오차 발생률이 증가할 수 있으며, 이때 발생한 오차 때문에 센서로 열을 측정한 온도 값에 오류가 생길 수 있는 문제점이 있다.In particular, when the temperature rises due to excessive current flow in the bus line, the occurrence of magnetic field due to current is greater, which may increase the error occurrence rate due to the magnetic field. There is a problem that can occur.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, IC 온도센서의 외주면에 절연부를 형성하고, 상기 절연부 외주면에 자기차폐부를 씌움으로써 자기장에 의한 홀 효과가 발생 되지 않는 자기장 차폐 기능을 가지는 센서를 제공함에 그 목 적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by forming an insulating portion on the outer circumferential surface of the IC temperature sensor, and by applying a magnetic shield to the outer circumferential surface of the insulating portion has a sensor having a magnetic field shielding function that does not generate a Hall effect by a magnetic field The purpose is to provide.

그리고, 전력 버스라인에 이상이 발생하였을 경우 온도변화를 정확히 측정하여 신속하게 대처할 수 있는 자기장 차폐 기능을 가지는 센서를 제공함에 그 목적이 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a sensor having a magnetic field shielding function that can accurately measure the temperature change in the event of an abnormality in the power bus line to cope with it quickly.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 집적회로로 구성되어 측온대상에 접촉되어 온도를 측정하는 온도센서, 상기 온도센서 외주면에 형성된 절연부, 상기 절연부 외주면에 씌워진 자기차폐부로 구성된 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the integrated circuit is composed of a temperature sensor for contacting the temperature measurement object to measure the temperature, an insulation portion formed on the outer circumferential surface of the temperature sensor, and a magnetic shield covered on the outer circumferential surface of the insulation portion. It provides a temperature sensor having a magnetic shielding function.

상기 절연부는 열전도성 소재인 것을 특징으로 한다.The insulating portion is characterized in that the thermally conductive material.

상기 절연부는 열전도성 소재 및 전기절연성 소재인 것을 특징으로 한다.The insulating portion is characterized in that the thermally conductive material and electrically insulating material.

상기 자기 차폐부는 자성체인 것을 특징으로 한다.The magnetic shield is characterized in that the magnetic body.

상기 자성체는 강자성체인 것을 특징으로 한다.The magnetic material is characterized in that the ferromagnetic material.

상기 강자성체는 철계 합금 또는 니켈계 합금인 것을 특징으로 한다.The ferromagnetic material is characterized in that the iron-based alloy or nickel-based alloy.

상기 자기 차폐부는 상기 온도센서의 외주면 형태와 닮은 꼴로 이루어진 것을 특징으로 한다.The magnetic shield may be formed in a shape similar to that of the outer circumferential surface of the temperature sensor.

상기 자기차폐부는 일측이 연장 형성되어 측온대상에 고정되는 고정부를 더 포함하는 것으로 구성된 것을 특징으로 한다.The magnetic shield is characterized in that it further comprises a fixing portion is formed on one side is extended to the temperature measurement object.

상기 자기차폐부는 일측과 그 반대측이 고리형태로 연장 형성되어 측온대상 에 고정되는 고정부를 더 포함하는 것으로 구성된 것을 특징으로 한다.The magnetic shield is characterized in that it further comprises a fixing portion fixed to one side and the opposite side is formed in a ring shape fixed to the temperature measurement object.

상기 절연부는 상기 온도센서에 상기 자기 차폐부를 결합시킨 후 상기 온도센서의 외주면과 상기 자기차폐부의 내주면 사이의 중공부에 투입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The insulating part may be formed by coupling the magnetic shield to the temperature sensor and then entering the hollow part between the outer circumferential surface of the temperature sensor and the inner circumferential surface of the magnetic shield.

상기 측온 대상은 버스바인 것을 특징으로 한다.The temperature measurement object is characterized in that the bus bar.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

1. 제 1실시예1. First embodiment

도 5a는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 1실시예를 나타낸 사시도, 도 5b는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 1실시예를 나타낸 정면도이다.Figure 5a is a perspective view showing a first embodiment of a temperature sensor having a magnetic field shielding function according to the present invention, Figure 5b is a front view showing a first embodiment of a temperature sensor having a magnetic field shielding function according to the present invention.

본 발명의 제 1실시예에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서(이하 '차폐온도센서'; 50)는 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 IC 온도센서(71), 상기 IC 온도센서(71) 외주면에 형성된 전기 절연성과 열전도도가 좋은 절연부(73), 상기 절연부(73) 외주면에 씌워지며 열전도성은 유지되면서 자기장을 1% 이하로 차폐시키는 자기차폐부(75)로 구성된다.According to the first embodiment of the present invention, a temperature sensor having a magnetic shielding function (hereinafter, referred to as "shielding temperature sensor") 50 is an IC temperature sensor 71 formed on a silicon wafer, as shown in FIGS. 5A and 5B. An insulating portion 73 having good electrical insulation and thermal conductivity formed on the outer circumferential surface of the IC temperature sensor 71, and a magnetic shield 75 covering the outer circumferential surface of the insulating portion 73 and shielding the magnetic field to 1% or less while maintaining thermal conductivity. It consists of.

본 발명의 제 1실시예에 따른 차폐온도센서(50)에 사용되는 상기 IC 온도센서(71)는 내셔널 세미콘덕터(National Semiconductor)사에서 제조된 LM61으로 TO- 92(도 4a 참조) 타입을 사용한다.The IC temperature sensor 71 used in the shielding temperature sensor 50 according to the first embodiment of the present invention uses a TO-92 type (see FIG. 4A) as an LM61 manufactured by National Semiconductor. do.

상기 절연부(73)는 전기절연성과 열전도도가 우수한 에머손 & 커밍(Emerson & Cuming)사에서 제조된 STYCAST 2580 FT-FR을 사용한다.The insulation unit 73 uses STYCAST 2580 FT-FR manufactured by Emerson & Cuming, Inc., which has excellent electrical insulation and thermal conductivity.

상기 자기차폐부(75)는 자성체로 이루어지는데, 자기장이 상기 IC 온도센서(71)로 누설되는 것을 방지하기 위해 강자성체로 이루어지는 것이 바람직하다.The magnetic shield 75 is made of a magnetic material, preferably made of a ferromagnetic material to prevent the magnetic field from leaking into the IC temperature sensor 71.

따라서, 본 발명에서는 규소강, 페라이트 등과 같은 철계 강자성체와 퍼멀로이, 뮤메탈 등과 같은 니켈계 강자성체를 이용한다.Therefore, in the present invention, iron-based ferromagnetic materials such as silicon steel, ferrite, and nickel-based ferromagnetic materials such as permalloy and mumetal are used.

그리고, 본 발명에 이용되는 강자성체는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내의 다른 강자성체도 사용 가능하므로, 상기 전술한 강자성체에 한정되는 것은 아니다.In addition, the ferromagnetic material used in the present invention can be used by other ferromagnetic materials within the scope without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art, it is not limited to the above-described ferromagnetic material .

그리고, 상기 자기차폐부(75)는 상기 IC 온도센서(71)의 크기를 고려하여 두께가 1mm 정도로 이루어진다.In addition, the magnetic shield 75 has a thickness of about 1 mm in consideration of the size of the IC temperature sensor 71.

또한, 상기 자기차폐부(75)의 구조는 상기 IC 온도센서(71)의 외주면 형태와 유사한 구조로 형성하여 자기 패스를 최단 거리로 하였다.In addition, the structure of the magnetic shield 75 has a structure similar to that of the outer circumferential surface of the IC temperature sensor 71 to make the magnetic path the shortest distance.

그리고, 1mm 정도의 두께를 가지는 상기 자기차폐부(75)의 내부면 크기를 상기 IC 온도센서(71)의 외주면 크기보다 약간 크게 형성한다.In addition, the size of the inner surface of the magnetic shield 75 having a thickness of about 1 mm is slightly larger than the size of the outer circumferential surface of the IC temperature sensor 71.

그리고, 상기 자기차폐부(75)를 상기 IC 온도센서(71)에 전체 부분이 등간격이 되게 결합시킨 후 상기 IC 온도센서(71)의 외주면과 상기 자기차폐부(75)의 내주면 사이의 공간에 상기 절연부(73)를 형성하는 절연재를 투입하여 형성한다.After coupling the magnetic shield 75 to the IC temperature sensor 71 such that the entire part is equidistantly spaced, a space between the outer circumferential surface of the IC temperature sensor 71 and the inner circumferential surface of the magnetic shield 75 Insulating material for forming the insulating portion 73 is put into the formed.

따라서, 상기 IC 온도센서(71)에 상기 절연부(73)가 먼저 형성되고 상기 자 기차폐부(75)를 다음으로 씌우는 것보다, 상기 자기차폐부(75) 크기를 먼저 정한 다음 상기 절연부(73)를 형성하는 것이 상기 절연부(73) 양을 줄일 수 있으며 결국 제조 원가를 절감할 수 있다.Therefore, rather than forming the insulation portion 73 in the IC temperature sensor 71 first and covering the magnetic shield portion 75 next, the size of the magnetic shield portion 75 is determined first, and then the insulation portion ( Forming 73 may reduce the amount of the insulating portion 73 and, in turn, reduce manufacturing costs.

또한, 상기 절연부(73)의 두께를 얇게 만들 수 있으므로 결과적으로 상기 차폐온도센서(50)의 크기를 줄일 수 있다.In addition, since the thickness of the insulation portion 73 can be made thin, the size of the shielding temperature sensor 50 can be reduced as a result.

상기와 같이 구성된 차폐온도센서(50)를 열전도도가 높고, 전기절연성 또한 높은 접착절연부(78)를 이용하여 변압기, 수배전반, 분전반 또는 UPS 등에 설치된 버스바(77)에 측온 가능하게 부착한 후 회로를 구성한다.After the shielding temperature sensor 50 configured as described above is attached to the bus bar 77 installed in a transformer, a switchgear, a distribution panel, or a UPS by using an adhesive insulation unit 78 having high thermal conductivity and high electrical insulation, Configure the circuit.

상기와 같이 구성된 상태에서 상기 버스바(77)에 발열이 이루어지면 상기 차폐온도센서(50)를 통해 온도가 측정된다.When heat is generated in the bus bar 77 in the state configured as described above, the temperature is measured through the shielding temperature sensor 50.

도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 상기 IC 온도센서(71)는 비자성체이고 상기 IC 온도센서(71) 외부에는 자화력이 강한 자기차폐부(75)가 구성된다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the IC temperature sensor 71 is a nonmagnetic material, and a magnetic shield 75 having a strong magnetization force is formed outside the IC temperature sensor 71.

이때, 상기 버스바(77)에 전류가 흐를 때 발생 되는 자기장(B)은 상기 자기차폐부(75)로 흡수되어 흐른다.At this time, the magnetic field B generated when current flows in the bus bar 77 is absorbed and flows into the magnetic shield 75.

즉, 상기 IC 온도센서(71) 외주면에 씌워진 상기 자기차폐부(75)는 상기 자기장(B)이 직접 상기 IC 온도센서(71)로 침투되는 것을 억제한다.That is, the magnetic shield 75 covered on the outer circumferential surface of the IC temperature sensor 71 suppresses the magnetic field B from directly penetrating into the IC temperature sensor 71.

그래서, 상기 차폐온도센서(50)는 상기 자기장(B)의 영향을 최소화할 수 있으므로 온도를 정확하게 측정할 수 있다.Thus, the shielding temperature sensor 50 can minimize the influence of the magnetic field (B) can accurately measure the temperature.

2. 제 2실시예2. Second Embodiment

도 6은 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 2실시예를 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view showing a second embodiment of a temperature sensor having a magnetic field shielding function according to the present invention.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예는 제 1실시예의 IC 온도센서(72) 외에 다른 구성요소는 동일하다. (동일 구성요소에 대해서는 설명을 생략하였다.)As shown in Fig. 6, the second embodiment of the present invention has the same components other than the IC temperature sensor 72 of the first embodiment. (The description of the same components is omitted.)

즉, 본 발명의 제 2실시예에 따른 차폐 온도센서(50)에 사용되는 상기 IC 온도센서(72)는 내셔널 세미콘덕터(National Semiconductor)사에서 제조된 LM61으로 SOT-23(도 4c 참조) 타입을 사용한다.That is, the IC temperature sensor 72 used in the shielding temperature sensor 50 according to the second embodiment of the present invention is an SOT-23 (see FIG. 4C) type LM61 manufactured by National Semiconductor. Use

3. 제 3실시예3. Third embodiment

도 7a는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 3실시예를 나타낸 사시도이다.7A is a perspective view showing a third embodiment of a temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 7a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예는 제 1실시예의 자기차폐부(76) 외에 다른 구성요소는 동일하다. (동일 구성요소에 대해서는 설명을 생략하였다.)As shown in Fig. 7A, the third embodiment of the present invention has the same components other than the magnetic shield 76 of the first embodiment. (The description of the same components is omitted.)

즉, 본 발명의 제 3실시예에 따른 차폐 온도센서(50)에 사용되는 상기 자기차폐부(76)는 일측이 연장 형성되어 측온대상에 고정되는 고정부(80)가 더 포함된다.That is, the magnetic shield portion 76 used in the shielding temperature sensor 50 according to the third embodiment of the present invention further includes a fixing portion 80 having one side extended to be fixed to the temperature measurement object.

4. 제 4실시예4. Fourth embodiment

도 7b는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서의 제 4실시예 를 나타낸 사시도이다.7B is a perspective view showing a fourth embodiment of a temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 7b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 4실시예는 제 1실시예의 자기차폐부(79) 외에 다른 구성요소는 동일하다. (동일 구성요소에 대해서는 설명을 생략하였다.)As shown in Fig. 7B, the fourth embodiment of the present invention has the same components other than the magnetic shield 79 of the first embodiment. (The description of the same components is omitted.)

즉, 본 발명의 제 4실시예에 따른 차폐 온도센서(50)에 사용되는 상기 자기차폐부(79)는 일측과 그 반대측이 단면이 고리형태로 연장 형성되는 결합부(82)가 더 포함된다.That is, the magnetic shield portion 79 used in the shielding temperature sensor 50 according to the fourth embodiment of the present invention further includes a coupling portion 82 having one side and an opposite side extending in a ring shape in cross section. .

상기 결합부(82)는 탄성을 가지며, 상기 결합부(82)의 일측과 그 반대측을 좌우로 벌려서 측온대상에 결합시킨다.The coupling portion 82 is elastic, and one side and the opposite side of the coupling portion 82 to the left and right to couple to the temperature measurement object.

5. 자기장 차폐 결과5. Magnetic field shielding results

도 8a는 종래의 IC 온도센서 주변에서의 자기장 변화를 설명하기 위한 그래프, 도 8b는 본 발명에 따른 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서 주변에서의 자기장 변화를 설명하기 위한 그래프이다.8A is a graph illustrating a change in a magnetic field around a conventional IC temperature sensor, and FIG. 8B is a graph illustrating a change in a magnetic field around a temperature sensor having a magnetic shielding function according to the present invention.

도 8a에 나타낸 바와 같이, 상기 자기장(B)을 차폐하지 않은 상기 IC 온도센서(30, 40)는 상기 버스바(37) 주변에서 자기장(B)이 상기 IC 온도센서(30, 40) 내부로 통과되는 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 상기 IC 온도센서(30, 40)는 상기 자기장(B)에 의해 오동작할 수 있다.As shown in FIG. 8A, the IC temperature sensors 30 and 40, which do not shield the magnetic field B, have a magnetic field B around the bus bar 37 and move into the IC temperature sensors 30 and 40. It can be seen that the passage, due to this the IC temperature sensor (30, 40) can be malfunctioned by the magnetic field (B).

그러나, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 상기 자기차폐부(75)로 차폐된 상기 본 발명에 따른 차폐 온도센서(50)는 상기 버스바(77) 주변에서 발생하는 상기 자기장 (B)이 상기 자기차폐부(75)에 의해 차폐되어 상기 IC 온도센서(71, 72)에 영향을 끼치지 않는 것을 알 수 있다.However, as shown in FIG. 8B, the shielding temperature sensor 50 according to the present invention shielded by the magnetic shield 75 has the magnetic field B generated around the bus bar 77. It can be seen that it is shielded by the unit 75 and does not affect the IC temperature sensors 71 and 72.

다시 말하면, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 상기 버스바(77)에 흐르는 전류(I)에 의해 상기 버스바(77)의 주변에 생성된 상기 자기장(B)은 상기 버스바(77)를 중심으로 분포된다.In other words, as shown in FIG. 8B, the magnetic field B generated around the bus bar 77 by the current I flowing in the bus bar 77 is centered on the bus bar 77. Distributed.

특히, 상기 버스바(77) 주변에 자속밀도가 높은 자속(F1)이 분포되는데 상기 자속(F1)은 상기 자기차폐부(75)의 측면(F2)을 통해 상하면(F3)으로 방사되기 때문에 상기 IC 온도센서(71, 72)로 침투되지 않는다.In particular, the bus bar (77) around the magnetic flux density is high magnetic flux (F 1) a there is distributed to the upper and lower surfaces (F 3) through the side (F 2) of said magnetic flux (F 1) is the magnetic shield section 75 Because it radiates, it does not penetrate into the IC temperature sensors 71 and 72.

따라서, 상기 IC 온도센서(71, 72)가 자기장(B)의 영향을 받지 않아 정확한 온도 측정이 가능하다.Therefore, the IC temperature sensors 71 and 72 are not affected by the magnetic field B, so that accurate temperature measurement is possible.

본 발명은 온도센서의 외주면으로 절연부가 형성되고, 상기 절연부 외주면으로 자기차폐부를 씌움으로써 전류가 흐를 때 발생되는 자기장의 영향을 받아 발생되는 악영향을 최소화시켜주는 효과를 제공한다.The present invention provides an effect of minimizing adverse effects generated by the influence of a magnetic field generated when an electric current flows by forming an insulating part on the outer circumferential surface of the temperature sensor and covering the magnetic shielding part with the outer circumferential surface of the insulating part.

따라서, 측온대상에 설치된 온도센서로 측정한 온도 값의 오차율을 줄일 수 있다.Therefore, the error rate of the temperature value measured by the temperature sensor installed in the temperature measurement object can be reduced.

Claims (11)

집적회로로 구성되어 측온 대상에 접촉되어 온도를 측정하는 온도센서;A temperature sensor composed of an integrated circuit and contacting the temperature measurement object to measure temperature; 상기 온도센서 외주면에 형성된 절연부;An insulation part formed on an outer circumferential surface of the temperature sensor; 상기 절연부 외주면에 씌워진 자기차폐부;A magnetic shield covered on an outer circumferential surface of the insulation; 로 구성된 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.Temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that consisting of. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연부는 열전도성 소재인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The insulation is a temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that the thermally conductive material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연부는 열전도성 소재 및 전기절연성 소재인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The insulating part is a temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that the thermally conductive material and electrically insulating material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자기 차폐부는 자성체인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The magnetic shield is a temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that the magnetic body. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 자성체는 강자성체인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The magnetic body is a temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that the ferromagnetic material. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 강자성체는 철계 합금 또는 니켈계 합금인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The ferromagnetic material is a temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that the iron-based alloy or nickel-based alloy. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 자기 차폐부는 상기 온도센서의 외주면 형태와 닮은 꼴로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The magnetic shield is a temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that made of a shape similar to the outer peripheral surface shape of the temperature sensor. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 자기차폐부는 일측이 연장 형성되어 측온대상에 고정되는 고정부를 더 포함하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The magnetic shield is a temperature sensor having a magnetic shielding function characterized in that it further comprises a fixed portion which is formed on one side is fixed to the temperature measurement object. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 자기차폐부는 일측과 그 반대측이 고리형태로 연장 형성되어 측온대상에 고정되는 결합부를 더 포함하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The magnetic shield is a temperature sensor having a magnetic shielding function characterized in that it further comprises a coupling portion is formed in one side and the opposite side extending in a ring shape fixed to the temperature measurement object. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연부는 상기 온도센서에 상기 자기 차폐부를 결합시킨 후 상기 온도센서의 외주면과 상기 자기차폐부의 내주면 사이의 중공부에 투입되어 형성되는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The insulating part is a temperature sensor having a magnetic field shielding function, characterized in that formed after the coupling of the magnetic shield to the temperature sensor is inserted into the hollow portion between the outer peripheral surface of the temperature sensor and the inner peripheral surface of the magnetic shield. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 측온 대상은 버스바인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐 기능을 가지는 온도센서.The temperature sensor is a temperature sensor having a magnetic shielding function, characterized in that the bus bar.
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