KR20090045226A - 온도 계측 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서 헤드(1) 및 상기 센서 헤드(1)가 매립되어 있는 파이프부(2)를 포함하는 온도 계측 장치에 관한 것으로, 이때 상기 파이프부(2)는 상기 센서 헤드(1)를 이용하여 온도가 검출되어야 할 매체가 통과하기 위해 구비된다.

온도 계측, 센서 헤드, 파이프부, 도관 시스템, 열 전도성

Description

온도 계측 장치{TEMPERATURE MEASURING DEVICE}

본 발명은 온도 계측 장치에 관한 것이다.

온도 센서는 예컨대 DE 10340636 B3 문헌에 개시되어 있다.

해결해야 할 과제는, 도관 시스템(conduit system)에서 흐르는 매체의 온도를 검출하는 데 적합한 계측 장치를 제공하는 것에 있다.

센서 헤드(sensor head) 및 파이프부를 포함하는 온도 계측 장치가 제공되는데, 상기 파이프부에는 센서 헤드가 매립, 바람직하게는 캐스팅(casting)되어 있다. 파이프부는 매체가 통과하기 위해 구비되며, 상기 매체의 온도는 센서 헤드를 이용하여 검출되어야 한다.

바람직하게는, 센서 헤드는 벽, 즉 파이프부의 클래드(clad)에 매립되어 있다.

바람직하게는, 온도 계측이 되어야 할 매체는 파이프부를 통과하여 흐르는 매체로, 예컨대 공기, 가스, 증기 또는 유체와 같다. 흐르는 유체는 예컨대 물, 오일, 연료, 알칼리액 등을 포함할 수 있다.

특히, 파이프부의 내측은 센서 헤드의 영역에서 메워야 할 어떠한 인터페이스들(interfaces), 즉 두 개의 상호 인접한 부분들의 경계면들을 포함하지 않는다. 센서 헤드가 도관 시스템의 일 부분에 인터페이스 없이 통합됨으로써, 도관 시스템을 통과하여 흐르는 매체의 비침투형(non-invasive) 온도 계측이 이루어진다. 상기와 같은 계측은, - 센서 헤드가 도관 시스템의 벽을 관통하는 침투형 온도 계측에 비해- 어떠한 틈새도 생성되지 않을 수 있기 때문에, 바람직하다.

바람직하게는, 파이프부는 내부를 향한 돌출부를 포함하고, 센서 헤드의 적어도 일부분이 상기 돌출부에 둘러싸인다. 그러나, 센서 헤드는 파이프부의 벽에서, 내부로 돌출되는 어떠한 돌출부도 포함하지 않는 영역에 둘러싸일 수도 있다.

파이프부는 전면측에 배치되는 스냅 인 장치들(snap-in devices)을 포함할 수 있는데, 특히, 상기 스냅 인 장치들은 그 위에 도관 시스템의 호스들(hoses)이 배치될 수 있도록 한다. 예컨대 소정의 계측 장치의 파이프부는, 두 개의 호스들 사이에 배치될 수 있고, 모터를 냉각시키기 위한 냉각수가 상기 파이프부를 통과하여 유동한다.

파이프부는 탄성 특성을 가진 물질로 형성될 수 있다. 상기와 같이 형성된 파이프부는 두 개의 파이프들 사이에 메움부로서 사용될 수 있다.

파이프부는 전면측에서 인접한 영역들에서보다 더 큰 직경, 경사부 및/또는 리빙(ribbing)을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 파이프부는 플러그 장치와 모놀리식으로 결합되고, 상기 플러그 장치에 전기 유도부들이 통합되어 있으며, 상기 전기 유도부들은 센서 헤드와 도전적으로 결합된다. 파이프부와 플러그 장치가 모놀리식으로 결합됨으로써, 홀딩 장치(holding device)를 이용하여 파이프부에 플러그 장치를 조립하는 일이 생략될 수 있다.

바람직하게는, 파이프부에는 적어도 하나의 열 전도 몸체가 매립되어 있고, 상기 열 전도 몸체는 센서 헤드와 접해있다. 열 전도 몸체의 열 전도성은 파이프부의 열 전도성보다 크다.

바람직하게는, 열 전도 몸체는 면으로 형성되는데, 이는 파이프를 통과하여 유동하는 매체의 온도를 파이프부의 서로 다른 위치들에서 기록하고, 평균을 내기 위함이다. 바람직하게는, 열 전도 몸체는 파이프부에 매립되고, 파이프부의 내부면에 근접하여 배치된다. 열 전도 몸체가 파이프 둘레의 적어도 일 부분을 따르고, 예컨대 링(ring) 또는 부분 링과 같이 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 열 전도 몸체는 파이프부의 종 방향으로 연장될 수도 있다.

바람직하게는, 열 전도 몸체는 금속을 포함한다. 그러나, 상기 열 전도 몸체는 사출 성형된 부품(injection-molded part)으로서 예컨대 플라스틱으로 형성될 수도 있는데, 상기 사출 성형된 부품은 금속 입자들로 채워져있다. 또한, 이를 위해, 높은 열 전도성을 가진 다른 물질들도 적합하다.

계측 장치의 바람직한 실시예들은 축척에 맞지 않는 개략적 도면들에 의거하여 설명된다.

도 1은 플러그 결합부와 모놀리식으로 결합되는 파이프부를 포함한 계측 장치를 측면도로 도시한다.

도 2는 도 1에 따른 계측 장치를 측면 사시도로 도시한다.

도 3은 도 1 및 도 2에 따른 계측 장치의 변형예를 도시하되, 파이프부의 돌출부에 캐스팅된 센서 헤드를 포함하는 계측 장치의 변형예를 다른 도면으로 도시한다.

도 4는 도 1 및 도 2에 따른 계측 장치의 변형예를 도시하되, 파이프부에 캐스팅된 센서 헤드를 포함하는 계측 장치의 변형예를 다른 도면으로 도시한다.

도 5 및 도 6은 센서 헤드에 연결된 플러그 결합부의 하우징을 서로 다른 사시도들로 도시한다.

* 참조번호 목록

1 : 센서 헤드

10 : 열 전도 몸체

11 : 전기 유도부들

2 : 파이프부

21 : 센서 헤드(1)를 둘러싸는 돌출부

22 : 파이프부(2)의 전면측 영역들

23 : 센서 헤드를 포함하는 파이프부(2)의 영역

24 : 칼라(collar)

241 : 고정 요소들을 수용하기 위한 개구부들

3 : 플러그 결합부

30 : 플러그 결합부(3)의 하우징

31 : 전기 연결부

33 : 받침대

39 : 하우징(30)의 부분

온도 계측 장치는 센서 헤드(1)를 포함하고, 상기 센서 헤드는 바람직하게는 NTC-센서 요소를 포함한다. NTC는 부 온도 계수(negative temperature coefficient)를 나타낸다. 온도 계측 장치는 파이프부(2)를 더 포함하고, 상기 파이프부에 센서 헤드(1)가 둘러싸여 있다. 바람직하게는, 센서 헤드(1)는 파이프부의 몸체내에 캐스팅되되, 이 때 어떠한 인터페이스들도 생성되지 않도록 캐스팅된다. 특히, 파이프부의 내측은 상기 파이프부와 감지 요소 사이에 메워야 할 어떠한 인터페이스들도 포함하지 않는다.

센서 헤드(1)는 전기 유도부들(11)과 납땜 결합되고, 상기 전기 유도부들은 온도 계측 장치의 전기 연결부들(31)과 도전적으로 결합된다. 유도부들(11) 및 연결부들(31)은 플러그 결합부(3)에 통합되고, 상기 플러그 결합부는 파이프부가 형성되기 전에 형성된다. 플러그 결합부(3)는 하우징(30)을 포함하고, 상기 하우징은 바람직하게는 몰드부(mold part)로서 이용될 수 있다. 이러한 하우징내에서 유도부들(11)이 통과한다. 그 밖에, 하우징(30)에는 연결부들(31)의 적어도 일부분이 배치된다. 또한, 일 변형예에서, 센서 헤드(1)는 하우징(30)내에 배치될 수도 있다.

도 5 및 도 6에는 파이프부(2)에 아직 통합되지 않은 하우징(30)이 도시된다. 유도부들(11)은 노출되어 있다. 도 2에 보여지는 하우징의 부분(39)은 파이프 부(2)와 함께, 즉 동일한 방법 단계에서 생성되는데, 이 때 유도부들(11)은 캐스팅 컴파운드(casting compound)에 매립되어 있다. 하우징(30)의 부분(39) 및 파이프부(2)는 일체형으로 형성된다.

바람직하게는, 플러그 결합부(3)의 하우징(30)은 받침대(33)를 포함하고, 상기 받침대(33)는 파이프부(2)와 모놀리식으로 결합된다. 받침대(33)는 만곡을 포함하고, 상기 만곡은 바람직하게는 원호(arc)를 따르는데, 상기 원호는 파이프부(2)가 연장되어 발생한다.

파이프부(2)는 바람직하게는 몰드부로서 프레스 캐스팅(press casting)- 또는 사출 성형 방법으로 제조되고, 이때 바람직하게는, 플러그 결합부(3)의 받침대(33)는 몰딩 컴파운드에 의해 적어도 부분적으로 압축된다.

플러그 결합부(3)는 상기 플러그 결합부에 대해 보완적으로 형성되는 다른 플러그 결합부에 연결될 수 있고, 상기 다른 플러그 결합부는 센서 헤드(1)에 의해 검출되는 계측 신호들을 평가하기 위한 회로와 도전적으로 결합된다. 도시된 변형예들에서, 플러그 결합부(3)의 종축은 파이프부(2)의 종축을 가로질러(transversely) 배치된다. 그러나, 이는 또한 파이프부(2)의 종축에 대해 평행하게 또는 경사져서 정렬될 수도 있다.

센서 헤드(1)는 도 3에 따른 변형예에서와 같이 파이프부(2)의 돌출부(21)에 둘러싸일 수 있고, 상기 돌출부는 파이프부의 내부 개구부로 돌출하는데, 상기 파이프부의 구성 요소이기도 하다.

센서 헤드(1)는 도 4에 따른 변형예에서와 같이 대안적으로 파이프부(2)의 측벽에 둘러싸일 수 있고, 상기 측벽은 센서 헤드의 영역에서 바람직하게는 어떠한 돌출부들도 포함하지 않는다.

파이프부(2)에는 바람직하게는 금속 소재의 양호한 열 전도성 몸체(10)가 적어도 하나는 매립될 수 있고, 상기 몸체는 센서 헤드(1)에 접해 있다. 양호한 열 전도성 몸체란, 주변(즉 파이프부)의 열 전도성보다 큰 열 전도성을 가지는 몸체를 의미한다.

바람직하게는, 열 전도 몸체(10)는 파이프부의 벽에 완전히 매립되어 있다. 열 전도 몸체(10)는 면으로 형성되며, 이러한 변형예에서 부분 링의 형태로 형성된다. 또한, 열 전도 몸체는 단지의 형태를 가질 수도 있고, 바람직하게는, 상기 단지 내에 센서 헤드(1)의 부분이 배치된다.

파이프부(2)는 양 측에서 다른 파이프들에 연결될 수 있고, 온도가 계측되어야 할 -바람직하게는 도관 시스템을 관류하는- 매체가 통과하기 위한 도관 시스템의 구성 요소가 된다. 상기 매체는 가스 또는 유체를 포함할 수 있다.

파이프부는 접합관으로서 사용될 수도 있는데, 상기 접합관의 전면측에 호스들이 고정된다. 파이프부(2)의 전면측 영역들(22)은 바람직하게는 스냅 인 장치들을 포함한다.

센서 헤드(1)를 포함하는 파이프부(2)는 영역(23)에서 벌지(bulge)를 포함하는데, 상기 영역에서 바람직하게는 플러그 결합부(3)의 받침대가 캐스팅되기 때문이다.

파이프부(2)는 칼라(collar)(24)를 포함할 수 있고, 상기 칼라에는 고정 요 소들을 수용하기 위한 개구부들(241)이 배치된다. 따라서, 파이프부는 지지부에 고정될 수 있다.

Claims (11)

1. 센서 헤드(1) 및 상기 센서 헤드(1)가 매립되어 있는 파이프부를 포함하고, 상기 파이프부(2)는 상기 센서 헤드(1)를 이용하여 온도가 검출될 수 있는 매체가 통과하기 위해 구비되는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 파이프부(2)는 내부로 향한 돌출부(21)를 포함하고, 상기 돌출부에서 상기 센서 헤드(1)의 적어도 일 부분이 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 파이프부(2)의 내측은 상기 센서 헤드(1)의 영역에서 인터페이스(interface)를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파이프부(2)는 전면측에서 스냅 인 장치들(snap in devices)을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파이프부(2)는 플러그 장치(3)와 모놀리식으로 결합되고, 상기 플러그 장치에는 전기 유도부들(11)이 통합되며, 상기 전기 유도부들은 상기 센서 헤드(1)와 도전적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파이프부(2)는 상기 센서 헤드(1)를 포함하는 순환형 영역(circulating region)(23)에서 인접한 영역들보다 더 큰 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파이프부(2)는 탄성 특성을 가진 물질을 기본 물질로서 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파이프부(2)는 사출 성형된 부품(injection-molded part)인 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 센서 헤드(1)는 NTC-요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 파이프부(2)에는 적어도 하나의 열 전도 몸체가 매립되어 있고, 상기 열 전도 몸체는 상기 센서 헤드(1)에 접해 있으며,

    상기 열 전도 몸체의 열 전도성은 상기 파이프부(2)의 열 전도성보다 큰 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 열 전도 몸체는 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 계측 장치.

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