KR20090073309A - 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 고온의 금속 시험편에 대한 인장 실험시 금속 시험편의 형태 변화에 영향을 받지 않는 더미 시험편을 통해 금속 시험편의 온도를 측정하는 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대에 관한 것이다.

본 발명에 따른 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대는 유도가열방식으로 가열되는 금속 시험편의 온도를 측정함에 있어서, 상기 금속 시험편에 인접되어 상기 금속 시험편의 열을 전도받기 위한 더미 시험편; 상기 더미 시험편에 접촉되어 상기 더미 시험편의 온도를 감지하기 위한 도선; 및 상기 도선을 통해 상기 더미 시험편의 온도를 측정하기 위한 온도측정부를 포함한다.

열전대, 시험편, 더미, 유도가열

Description

더미 시험편을 갖는 시험용 열전대{Metal high temperature testing thermocouple}

본 발명은 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 고온의 금속 시험편에 대한 인장 실험시 금속 시험편의 형태 변화에 영향을 받지 않는 더미 시험편을 통해 금속 시험편의 온도를 측정하는 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대에 관한 것이다.

열전대(Thermocouple)는 열원을 기초로 한 모든 분야에 온도변화의 수치를 가장 민감하게 감지할 수 있는 온도센서 제품으로서, 서로 종류가 다른 2개의 금속 도체 양단을 전기적으로 접속시키고 이 양단에 온도차를 주면 회로 중에 전류가 흐르는데, 이와 같이 한쪽(기준접점)의 온도를 일정온도(원칙적으로 0℃)로 유지하고 열기전력의 수치를 측정함으로써 다른 끝단(측온접점)의 온도를 측정하는 것이다.

일반적으로 열전대는 시험편에 접촉하는 2개의 도선과 온도 측정을 위한 온도측정부로 구성된다.

이렇게 구성된 열전대는 응답이 빠르고 시간지연에 의한 오차가 비교적 적고, 0℃~ 2500℃ 온도범위의 측정이 가능하며, 고온에도 기계적 강도가 높고 내식성이 강하며, 특정한 위치나 좁은 장소에서도 온도측정이 가능한 장점이 있다. 그래서, 열전대는 다방면에 사용되고 있다.

도 1은 인장 시험용 시편에 종래의 열전대가 접합된 상태를 나타내는 구성도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 열전대는 고온의 금속 시험편(110)에 대한 인장 실험시에 시험편(110)의 온도를 측정하기 위해 도선(132)을 시험편(110)에 접합시켜 온도를 측정한다. 즉, 종래에는 열전대 도선(132)의 단부를 시험편(110)에 직접 용접하여 온도를 측정하였다.

그러나, 금속 시험편(110)이 고온의 상태에서 인장됨에 따라 용접된 도선(132)의 단부가 시험편(110)과 분리되는 단점이 있다. 이는 진공분위기에서는 도선(132)의 단부가 시험편(110)과 잘 분리되지 않으나, 대기분위기에서는 접합부분이 일부 산화되기 때문에 단절되기 쉽기 때문이다.

본 발명은 금속 시험편의 형태 변형시에도 금속 시험편의 온도를 안정적으로 측정할 수 있는 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 유도가열방식으로 가열되는 금속 시험편의 온도를 측정함에 있어서, 상기 금속 시험편에 인접되어 상기 금속 시험편의 열을 전도받기 위한 더미 시험편; 상기 더미 시험편에 접촉되어 상기 더미 시험편의 온도를 감지하기 위한 도선; 및 상기 도선을 통해 상기 더미 시험편의 온도를 측정하기 위한 온도측정부를 포함하는 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적은 통전가열방식으로 가열되는 금속 시험편의 온도를 측정함에 있어서, 상기 금속 시험편에 접촉되어 상기 금속 시험편의 열을 전도받기 위한 더미 시험편; 상기 더미 시험편에 접촉되어 상기 더미 시험편의 온도를 감지하기 위한 도선; 및 상기 도선을 통해 상기 더미 시험편의 온도를 측정하기 위한 온도측정부를 포함하는 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대에 의해서도 달성된다.

본 발명은 금속 시험편의 형태 변화에 영향을 받지 않는 더미 시험편을 금속 시험편에 접촉시켜 이를 통해 금속 시험편의 온도를 측정함으로써 금속 시험편의 변형시에도 금속 시험편의 온도를 정확히 측정할 수 있는 장점이 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 열전대의 일실시예를 나타내는 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 열전대는 온도측정부(131), 도선(132) 및 더미 시험편(210)을 포함한다.

도선(132)은 고온의 금속 시험편(110)의 온도를 측정하기 위해 금속 시험편(110)에 접촉되며, 온도측정부(131)는 도선(132)으로부터 금속 시험편(110)의 온도를 감지하여 측정한다.

이때, 고온의 상태에서 금속 시험편(110)이 인장되게 되면 금속 시험편(110) 과 접촉되어 있던 도선(132)이 금속 시험편(110)과 분리되어 금속 시험편(110)의 온도 측정이 불가능하게 될 수 있다.

이에, 본 발명의 일실시예에 따른 열전대에서는 더미 시험편(210)을 더 구비한다.

더미 시험편(210)은 측정하고자 하는 시험편과 동일한 온도 특성을 갖는 물질로서, 금속 시험편(110)에 접촉되어 금속 시험편(110)의 열을 전도받는다.

이렇게, 더미 시험편(210)이 금속 시험편(110)의 열을 전도받음으로써 열전대의 도선(132)을 금속 시험편(110)이 아닌 더미 시험편(210)과 접촉시켜 금속 시험편(110)의 온도를 더미 시험편(210)을 통해 측정할 수 있게 된다.

한편, 금속 시험편(110)은 유도가열방식에 의해 고온을 얻는다. 즉, 금속 시험편(110)에 유도가열코일(120)을 구비시켜 유도가열함으로써 금속 시험편(110)에 고온을 인가한다. 또한 금속 시험편(110)의 통전가열방식에 의해 고온을 얻을 수도 있다. 즉, 금속 시험편(110)에 열을 직접 가하여 고온을 인가한다.

가열된 금속 시험편(110)은 인장되면서 그 형체가 변형되는데, 이러한 변형을 동반하지 않도록 하기 위해 별도의 더미 시험편(210)을 구비하고, 구비된 더미 시험편(210)을 금속 시험편(110)에 접촉시켜 금속 시험편(110)의 온도를 더미 시험편(210)을 통해 측정하게 된다.

이때, 도선(132)은 더미 시험편(210)에 접촉되고, 더미 시험편(210)은 금속 시험편(110)의 열을 온전히 전도받기 위해 유도가열이 미치는 영역인 유도가열영역(140) 내에 위치되도록 하여 금속 시험편(110)의 온도를 측정한다. 즉, 더미 시 험편(210)은 금속 시험편(110)과 인접한 영역인 유도가열영역(140) 내에 위치해야 하며, 더욱 바람직하게는 금속 시험편(110)과 접촉시켜야 한다.

더미 시험편(210)을 금속 시험편(110)에 접촉시키는 방법으로는 끈, 나사 등의 고정수단을 이용하여 접촉시키는 기계식 접촉 방법과, 상호 용접하는 방법, 및 자석 등의 부수적인 접촉수단을 구비시켜 이를 이용한 접촉 방법 등이 있을 수 있으며, 더미 시험편(210)을 금속 시험편(110)에 접촉시킬 수 있는 방법이면 어떠한 것이라도 가능하다.

또한, 도선(132)은 더미 시험편(210)에 용접시켜 고정시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 인장 시험용 시편에 종래의 열전대가 접합된 상태를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 열전대의 일실시예를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 금속 시험편 120: 유도가열코일 131: 온도측정부

132: 도선 140: 유도가열영역 210: 더미 시험편

Claims (4)

1. 유도가열방식으로 가열되는 금속 시험편의 온도를 측정함에 있어서,

   상기 금속 시험편에 인접되어 상기 금속 시험편의 열을 전도받기 위한 더미 시험편;

   상기 더미 시험편에 접촉되어 상기 더미 시험편의 온도를 감지하기 위한 도선; 및

   상기 도선을 통해 상기 더미 시험편의 온도를 측정하기 위한 온도측정부

   를 포함하는 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 더미 시험편은 상기 금속 시험편을 가열하기 위해 형성되는 유도가열 영역 내에 위치하는 것인 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대.
3. 통전가열방식으로 가열되는 금속 시험편의 온도를 측정함에 있어서,

   상기 금속 시험편에 접촉되어 상기 금속 시험편의 열을 전도받기 위한 더미 시험편;

   상기 더미 시험편에 접촉되어 상기 더미 시험편의 온도를 감지하기 위한 도 선; 및

   상기 도선을 통해 상기 더미 시험편의 온도를 측정하기 위한 온도측정부

   를 포함하는 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 더미 시험편은 상기 금속 시험편과 동일한 온도 특성을 갖는 것인 더미 시험편을 갖는 시험용 열전대.

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