KR20110120450A - 접촉형 소재온도 측정기 - Google Patents

접촉형 소재온도 측정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접촉형 소재온도 측정기에 관한 것으로, 가열로의 출구측에 배치되는 본체부와, 본체부에 구비되고 가열로에서 추출되어 롤러테이블에 놓이는 소재와 접촉하여 소재의 온도를 측정하는 측정유닛과, 본체부에 구비되고 소재의 상부 표면에 형성된 스케일을 제거하도록 소재의 상부 표면을 향해 유체를 분사하는 디스케일러와, 본체부와 결합되어 측정유닛을 이송시키는 이송부를 포함하고, 이송부는 측정유닛을 좌우 방향으로 이송시키는 좌우이송부와, 측정유닛을 상하 방향으로 이송시키는 상하이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 소재 표면에 형성되는 스케일을 제거한 후 측정유닛이 소재와 직접 접촉하여 소재의 온도를 측정하므로 소재온도 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

접촉형 소재온도 측정기{CONTACT-TYPE DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE OF MATERIAL}
본 발명은 소재온도 측정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재의 표면에 형성되는 스케일을 제거하고 소재와 직접 접촉하여 소재온도를 측정하는 접촉형 소재온도 측정기에 관한 것이다.
일반적으로 가열로는 제철소의 열연공장 등에서 슬라브 등의 소재를 가스, 기름 등의 연료를 사용하여 대략 1200∼1300℃의 적정 온도로 가열하기 위한 장치로서, 소재를 판재 등의 제품으로 가공하기 위한 열간압연공정의 전 공정에 배치된다.
소재의 해당 규격에 대한 야금학적인 조건과 치수 및 외관에 대한 관리는 실제로 압연라인에서 이루어지지만, 보다 정확한 관리를 위해서는 소재가 원하는 온도까지 가열되어야 한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 소재의 표면에 형성되는 스케일을 제거하고 소재와 직접 접촉하여 소재온도를 정확하게 측정할 수 있는 접촉형 소재온도 측정기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 접촉형 소재온도 측정기는: 가열로의 출구측에 배치되는 본체부; 상기 본체부에 구비되고, 상기 가열로에서 추출되어 롤러테이블에 놓이는 소재와 접촉하여 상기 소재의 온도를 측정하는 측정유닛; 상기 본체부에 구비되고, 상기 소재의 상부 표면에 형성된 스케일을 제거하도록 상기 소재의 상부 표면을 향해 유체를 분사하는 디스케일러; 및 상기 본체부와 결합되어 상기 측정유닛을 이송시키는 이송부를 포함하고, 상기 이송부는, 상기 측정유닛을 좌우 방향으로 이송시키는 좌우이송부; 및 상기 측정유닛을 상하 방향으로 이송시키는 상하이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상하이송부는, 상기 본체부에 구비되고, 상하구동부재의 구동에 의해 회전되는 상하회전기어부; 및 상기 상하회전기어부와 맞물리고, 상기 상하회전기어부의 상하 방향 이동을 안내하는 상하랙기어부를 포함하고, 상기 좌우이송부는, 상기 상하랙기어부와 연결되는 연결판; 상기 연결판에 설치되는 좌우구동부재의 구동에 의해 회전되는 좌우회전기어부; 및 상기 좌우회전기어부와 맞물리고, 상기 좌우회전기어부의 좌우 방향 이동을 안내하는 좌우랙기어부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 측정유닛은, 상기 소재의 상부 표면과 접촉하여 상기 소재의 온도를 측정하는 온도측정부; 및 상기 온도측정부와 연결되고, 상기 온도측정부와 상기 소재의 접촉 여부를 감지하는 접촉감지부를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 온도측정부는, 상기 소재의 상부 표면과 접촉되는 접촉부; 상기 접촉부 내에 구비되는 열전대; 및 상기 접촉부 내에 구비되고, 상기 접촉부로 전달된 상기 소재의 열을 상기 열전대에 전달하는 열전도부를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 접촉감지부는, 상기 접촉부와 연결되는 지지부; 상기 지지부의 상하 이동을 가이드하는 하우징; 상기 하우징에 구비되고, 상기 접촉부와 상기 소재의 접촉에 의한 상기 지지부의 상측 이동을 감지하는 센서부를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 접촉감지부는, 상기 하우징을 상부공간과 하부공간으로 구획하고, 상기 지지부가 관통되는 격벽; 상기 지지부의 둘레에 구비되고, 상기 하부공간에 배치되는 제1스톱퍼; 일단부가 상기 제1스톱퍼의 상면에 연결되고, 타단부가 상기 격벽의 하면에 연결되어 상기 지지부에 복원력을 제공하는 탄성부재를 더 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 지지부는 상단부에 금속체가 구비되고, 상기 금속체는 상기 센서부보다 낮게 위치된다.
더 바람직하게는, 상기 제1스톱퍼의 외경은 상기 하부공간을 이루는 상기 하우징의 내경과 동일하다.
더 바람직하게는, 상기 접촉감지부는, 상기 지지부의 둘레에 구비되고, 상기 상부공간에 배치되는 제2스톱퍼를 더 포함하고, 상기 제2스톱퍼의 외경은 상기 상부공간을 이루는 상기 하우징의 내경과 동일하다.
본 발명에 따르면 소재 표면에 형성되는 스케일을 제거한 후 측정유닛이 소재와 직접 접촉하여 소재의 온도를 측정하므로 소재온도 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 소재온도를 정확히 측정할 수 있으므로 이를 토대로 가열로의 온도 제어 성능을 향상시킬 수 있고, 제품의 품질 및 생산성 향상을 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 측정유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기가 좌측으로 이송되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기가 하측으로 이송되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 디스케일러가 작동되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 측정유닛이 소재에 접촉되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 온도측정부가 하측으로 이송되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 온도측정부가 소재에 접촉되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 지지부가 하우징측으로 이동되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 제어흐름을 나타낸 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기를 이용하여 소재온도를 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 측정유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기가 좌측으로 이송되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기가 하측으로 이송되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 디스케일러가 작동되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 측정유닛이 소재에 접촉되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 온도측정부가 하측으로 이송되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 온도측정부가 소재에 접촉되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 지지부가 하우징측으로 이동되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기의 제어흐름을 나타낸 구성도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기를 이용하여 소재온도를 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기(1)는 가열로(미도시)의 출구측에 배치되어 가열로에서 추출되는 소재(M)의 온도를 측정한다.
접촉형 소재온도 측정기(1)는 롤러테이블(R)에 의해 후공정인 조압연기로 이송되는 소재(M)와 인접하게 위치되고, 본체부(110), 측정유닛(200), 상하이송부(120), 좌우이송부(130), 디스케일러(140), 구동제어부(150)를 포함한다.
본체부(110)는 좌우 이동 뿐만 아니라 상하 이동도 가능하게 설치되며, 상하구동부재(121)와 프레임부재(114) 및 고정부재(116)를 포함한다.
상하구동부재(121)는 본체부(110)가 상하 이동 가능하도록 동력을 발생시키는 구동모터를 구비하며, 프레임부재(114)에 장착된다.
본 실시예에서 프레임부재(114)는 "┏┓" 형상으로 형성되는 것으로 예시된다. 즉, 프레임부재(114)는 가로 방향의 상부 프레임(부호생략)과, 상부 프레임에서 하측 방향으로 연장되는 한 쌍의 측부 프레임(부호생략)을 포함하는 형태로 구비된다.
프레임부재(114)에는 고정부재(116)가 구비된다. 고정부재(116)는 프레임부재(114)의 각 측부 프레임의 단부에 가로 방향으로 장착된다. 측정유닛(200)은 고정부재(116)에 설치될 수 있고, 디스케일러(140)는 고정부재(116) 또는 프레임부재(114)에 설치될 수 있다.
접촉형 소재온도 측정기(1)는 본체부(110)를 좌우 이송 및 상하 이송시키는 이송부(120, 130)를 포함한다. 이송부(120, 130)는 상하회전기어부(122)와 상하랙기어부(123)를 구비하는 상하이송부(120)와, 좌우회전기어부(133)와 좌우랙기어부(134)를 구비하는 좌우이송부(130)를 포함하여 이루어진다.
상하이송부(120)에서 상하회전기어부(122)는 상하구동부재(121)와 연결되고, 상하구동부재(121)로부터 동력을 전달받아 회전된다. 상하랙기어부(123)의 일측부는 연결판(131)에 결합되며, 타측부는 상하회전기어부(122)와 맞물려 상하회전기어부(122)의 이동을 안내한다.
본 실시예에서 상하랙기어부(123)는 상하 방향으로 구비되어 상하회전기어부(122)의 상하 방향 이동경로를 제공하는 것으로 예시된다. 상하구동부재(121)로부터 동력을 전달받아 회전되는 상하회전기어부(122)는 상하랙기어부(123)와 맞물려 상하 방향으로 이동되며, 본체부(110)는 이러한 상하회전기어부(122)의 이동에 의해 상하 방향으로 이동된다.
좌우이송부(130)에서 좌우회전기어부(133)는 좌우구동부재(132)와 연결되고, 좌우구동부재(132)로부터 동력을 전달받아 회전된다. 좌우구동부재(132)는 상하랙기어부(123)와 결합되는 연결판(131)에 설치된다.
좌우랙기어부(134)는 외부장치(10)에 결합되며, 좌우회전기어부(133)와 맞물려 좌우회전기어부(133)의 이동을 안내한다. 외부장치(10)는 좌우랙기어부(134)를 고정하기 위한 것이므로, 좌우랙기어부(134)를 고정할 수 있는 벽면 또는 롤러테이블(R) 등과 같은 다른 장치일 수 있다.
본 실시예에서 좌우랙기어부(134)는 롤러테이블(R)에 수평하게 구비되어 좌우회전기어부(133)의 좌우 방향 이동경로를 제공하는 것으로 예시된다. 좌우구동부재(132)로부터 동력을 전달받아 회전되는 좌우회전기어부(133)는 좌우랙기어부(134)와 맞물려 좌우 방향으로 이동되며, 본체부(110)는 이러한 좌우회전기어부(133)의 이동에 의해 좌우 방향으로 이동된다.
본 실시예에서 좌우회전기어부(133)와 연결되는 좌우구동부재(132)가 연결판(131)에 설치되고, 좌우랙기어부(134)가 외부장치(10)에 고정되는 것으로 예시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 좌우회전기어부(133)가 설치되는 좌우구동부재(132)가 외부장치(10)에 고정되고, 좌우랙기어부(134)가 연결판(131)에 설치될 수도 있는 등 본체부(110)의 좌우 이송을 위한 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 측정유닛(200)은 본체부(110)에 설치되고, 가열로에서 추출되어 롤러테이블(R)에 놓이는 소재(M)의 상부 표면과 직접 접촉하여 소재(M)의 온도를 측정한다. 구체적으로, 측정유닛(200)은 고정부재(116)에 설치되고, 온도측정부(210)와 접촉감지부(220)를 포함하여 이루어진다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 온도측정부(210)는 접촉부(211), 열전도부(212), 열전대(213)를 포함하고, 소재(M)의 상부 표면과 접촉하여 소재(M)의 온도를 측정한다.
접촉부(211)는 본체부(110)의 하측 이동에 의해 소재(M)의 상부 표면과 접촉된다. 접촉부(211)는 고온의 소재(M)와 접촉되는 부분이므로, 경도가 높고 열전도율이 높은 초경합금 등의 재료를 포함하도록 구성될 수 있다.
열전대(213)는 접촉부(211) 내에 구비된다. 열전대(213)는 제베크 효과를 이용하여 넓은 범위의 온도를 측정하기 위해 두 종류의 금속을 접합하여 만든 장치로, 한쪽 접촉점을 기준점으로 삼고 측정하고자 하는 부위에 다른 접촉점을 위치시키면 기전력의 크기로 온도차를 알 수 있게 되며 이를 기준점의 온도와 비교하여 온도를 측정한다.
본 실시예에서 열전대(213)는 접점을 금속으로 된 보호대 외피에 연결한 형태로 응답속도가 좋으면서도 고온 고압에 사용할 수 있는 접지형 열전대로 예시된다. 이러한 열전대(213)의 구조 및 작용은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
열전도부(212)는 접촉부(211) 내에 구비되고, 접촉부(211)에 전달된 소재(M)의 열을 열전대(213)에 전달한다. 열전도부(212)는 열의 용이한 전달을 위해 금, 은, 알루미늄 등과 같이 열전도율이 높은 재료를 포함하도록 구성될 수 있다.
접촉감지부(220)는 지지부(221), 하우징(222), 탄성부재(223), 금속체(224), 센서부(225)를 포함하여 이루어지며, 온도측정부(210)와 연결되어 온도측정부(210)가 소재(M)와 접촉되는지 여부를 감지한다.
지지부(221)는 접촉부(211)의 상부와 연결된다. 본 실시예에서 지지부(221)는 원기둥 형상으로 형성된다. 지지부(221)의 둘레에는 제1스톱퍼(221a)와 제2스톱퍼(221b)가 구비된다.
제1스톱퍼(221a)는 지지부(221)의 하측에 구비되고, 격벽(222a)에 의해 구획되는 하우징(222)의 하부공간(222b)에 배치된다. 제1스톱퍼(221a)의 외경은 지지부(221)가 삽입되도록 하우징(222)의 하단판에 형성되는 삽입홀부(미도시)의 직경보다 크므로, 지지부(221)가 하우징(222)으로부터 임의로 이탈되는 것을 방지한다. 제1스톱퍼(221a)의 외경은 하부공간(222b)을 이루는 하우징(222)의 내경과 일치하므로, 지지부(221)는 하우징(222) 내에서 상하 이동이 유동 없이 이루어지게 된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 제1스톱퍼(221a)는 하우징(222)측으로 이동한 지지부(221)가 탄성부재(223)의 복원력에 의해 하측으로 이동될 때 지지부(221)가 하측으로 과도하게 이동되어 하우징(222)을 이탈하는 것을 차단한다. 즉, 탄성부재(223)에 의해 원상 복귀되는 지지부(221)는 제1스톱퍼(221a)가 하부공간(222b)의 상면과 접할 때 하측으로의 이동이 멈추게 된다.
제2스톱퍼(221b)는 지지부(221)의 상측에 구비되고, 격벽(222a)에 의해 구획되는 하우징(222)의 상부공간(222c)에 배치된다. 제2스톱퍼(221b)의 외경은 상부공간(222c)을 이루는 하우징(222)의 내경과 일치한다. 따라서 지지부(221)는 제1스톱퍼(221a) 및 제2스톱퍼(221b)에 의해 하우징(222) 내에서 상하 이동이 유동 없이 이루어지게 된다.
제2스톱퍼(221b)는 하우징(222)측으로 이동한 지지부(221)가 탄성부재(223)의 복원력에 의해 하측으로 이동될 때 지지부(221)가 하측으로 과도하게 이동되어 하우징(222)을 이탈하는 것을 차단한다. 즉, 탄성부재(223)에 의해 원상 복귀되는 지지부(221)는 제2스톱퍼(221b)가 격벽(222a)의 상면과 접할 때 하측으로의 이동이 정지된다.
하우징(222)은 지지부(221)가 삽입되도록 내부가 빈 형상을 이룬다. 본 실시예에서 하우징(222)은 원기둥 형상으로 형성된다. 하우징(222)의 내부공간은 격벽(222a)에 의해 하부공간(222b)과 상부공간(222c)으로 구획된다.
하부공간(222b)에는 제1스톱퍼(221a)가 배치되고, 상부공간(222c)에는 제2스톱퍼(221b)가 배치된다. 격벽(222a)에는 지지부(221)가 관통되는 관통홀부(미도시)가 형성된다.
앞서 설명한 바와 같이 하부공간(222b)을 이루는 하우징(222)의 내경은 제1스톱퍼(221a)의 외경과 동일하고, 상부공간(222c)을 이루는 하우징(222)의 내경 역시 제2스톱퍼(221b)와 동일하므로, 지지부(221)는 하우징(222) 내에서 흔들림 없이 상하 이동할 수 있게 된다.
탄성부재(223)는 일단부가 제1스톱퍼(221a)의 상면에 연결되고, 타단부가 격벽(222a)의 하면에 연결된다. 따라서 접촉부(211)가 소재(M)와 접촉될 때 상측으로 이동되는 지지부(221)는 접촉부(211)와 소재(M)의 접촉이 해제되면 탄성부재(223)에 의해 하측으로 이동된다.
즉, 탄성부재(223)는 접촉부(211)와 소재(M)의 접촉이 해제되어 접촉부(211) 및 지지부(221)를 가압하는 외력이 사라지게 되면, 지지부(221)를 하측으로 이동시키는 복원력을 제공한다. 본 실시예에서 탄성부재(223)는 용수철 코일이며, 지지부(221)의 둘레를 둘러싸는 형상으로 예시된다.
금속체(224)는 지지부(221)의 상단부에 구비되고, 하우징(222)에 구비되는 센서부(225)보다 낮은 곳에 위치된다. 센서부(225)는 지지부(221)의 상측 이동 시 금속체(224)가 센서부(225)와 동일한 높이에 도달한 경우 이를 감지하고, 감지된 신호를 구동제어부(150)에 전송한다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 구동제어부(150)는 상하구동부재(121) 및 좌우구동부재(132)의 동작을 제어한다. 좌우구동부재(132)는 좌우회전기어부(133)가 좌우랙기어부(134) 상에서 좌우 방향으로 이동되도록 좌우회전기어부(133)에 회전 구동력을 제공한다.
구동제어부(150)는 좌우구동부재(132)에서 제공되는 좌우회전기어부(133)의 회전 구동력을 제어함으로써, 좌우회전기어부(133)를 좌우랙기어부(134) 상의 목표 지점에 위치시킨다(도 3).
구동제어부(150)는 센서부(225)와 연결되어 상하구동부재(121)의 동작을 제어한다. 센서부(225)는 금속체(224)가 센서부(225)와 동일한 높이에 도달하였음을 감지한 경우 이러한 도달신호를 구동제어부(150)로 실시간으로 전송한다(도 9).
구동제어부(150)는 전송받은 도달신호를 바탕으로 상하구동부재(121)의 동작을 정지시켜 본체부(110)가 더 이상 하측으로 이동되지 않도록 한다. 이에 따라 지지부(221)도 더 이상 상측으로 이동되지 않게 된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 센서부(225)는 하우징(222)의 상부공간(222c)에 구비되어 지지부(221)의 상측 이동을 감지한다. 센서부(225)는 리미트센서를 포함하여 이루어지며, 금속체(224)가 센서부(225)와 동일한 높이까지 상승한 경우 이를 감지하여 구동제어부(150)에 도달신호를 전송한다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 디스케일러(140)는 고정부재(116) 또는 프레임부재(114)에 구비되어 소재(M)의 상부 표면에 형성된 스케일(S)을 제거하도록 소재(M)의 상부 표면을 향해 유체를 고압으로 분사한다.
본 실시예에서 디스케일러(140)는 본체부(110)의 하측으로의 이동에 의해 측정유닛(200)이 하측으로 이송되는 시점에 유체를 측정유닛(200)의 하방으로 분사한다.
측정유닛(200)이 소재(M)의 상부 표면에 도달하기 이전에 소재(M)의 상부 표면에 형성된 스케일(S)은 디스케일러(140)에 의해 제거된다. 이와 같이 스케일(S)이 제거된 상태에서 온도측정부(210)가 소재(M)의 상부 표면과 직접 접촉하여 소재(M)의 온도를 측정하게 되므로, 스케일(S)에 의해 소재(M)의 온도 실제값과 측정값 사이의 오차가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 소재온도 측정기를 이용하여 소재의 온도를 측정하는 방법에 대하여 설명한다.
소재(M)의 온도를 측정하기 위해 가열로에서 추출되는 소재(M)의 위치를 감지한다(S10). 소재(M)는 가열로에서 추출된 후 추출기(미도시)에 의해 롤러테이블(R)로 옮겨진다. 접촉형 소재온도 측정기(1)는 가열로의 출구측에 배치되며, 추출기에 의해 소재(M)가 롤러테이블(R)에 놓이게 되면 온도 측정을 위한 동작을 시작한다(도 1).
소재(M)가 롤러테이블(R)에 안착된 경우 측정유닛(200)은 소재(M)의 중앙 상부측으로 이송된다(S20, 도 3). 측정유닛(200)은 소재(M)의 중앙 상부측에 이르게 될 때가지 소재(M)와 평행한 상태로 이송된다.
여기서 소재(M)의 중앙에 측정유닛(200)을 위치시키는 것은 소재(M)의 단부측으로 갈수록 소재(M)가 외부 공기와 접촉하는 면적이 증대되면서 소재(M)의 온도가 하강하므로, 소재(M)의 단부측 온도를 소재(M)의 대표 온도로 설정하는데 무리가 따르기 때문이다.
측정유닛(200)의 소재(M)의 중앙 상부측 이송은 좌우구동부재(132)의 동작에 의해 이루어진다(도 1, 도 10). 롤러테이블(R)이 소재(M)의 안착을 감지하여 이를 구동제어부(150)에 전송하면, 구동제어부(150)는 좌우구동부재(132)의 작동을 제어하여 측정유닛(200)이 소재(M)의 중앙 상부에 이르도록 본체부(110)를 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동시킨다.
측정유닛(200)은 본체부(110)에 의해 소재(M)의 중앙 상부측으로 이송되며, 소재(M)의 중앙 상부에 이르게 되면 구동제어부(150)가 좌우구동부재(121)의 작동을 정지시키므로 본체부(110)의 좌우 이동은 멈추게 된다.
측정유닛(200)이 소재(M)의 중앙 상부에 이르게 되면 구동제어부(150)는 디스케일러(140)를 작동시킨다(도 1, 도 10). 이에 따라 디스케일러(140)는 소재(M)의 상부 표면에 유체를 고압으로 분사하여 소재(M)의 상부 표면에 형성된 스케일(S)을 제거한다(S30, 도 5).
측정유닛(200)의 하측으로의 이송은 상하구동부재(121)의 동작에 의해 이루어진다. 즉, 측정유닛(200)이 소재(M)의 중앙 상부에 이르게 되면, 구동제어부(150)는 상하구동부재(121)의 작동을 제어하여 본체부(110)를 소재(M)측을 향해 하측으로 이동시킨다. 이에 의해 측정유닛(200)은 디스케일러(140)에 의해 스케일(S)이 제거된 소재(M)의 상부 표면과 접촉된다(도 6, 도 8). 이와 같이 스케일(S)이 제거된 부분에서 측정유닛(200)이 소재(M)와 직접 접촉하게 되므로, 스케일(S)에 의한 실제값과 측정값의 오차를 줄일 수 있게 된다.
측정유닛(200)은 금속체(224)가 센서부(225)와 동일한 높이에 이르게 될 때까지 하측으로 이송되며, 금속체(224)가 센서부(225)와 동일한 높이에 이르게 된 경우 상하구동부재(121)의 작동 정지에 의해 더 이상 하측으로 이송되지 않는다(도 9, 도 10).
이러한 상태에서 온도측정부(210)는 열전대(213) 원리를 이용하여 소재(M)의 온도를 측정하고(S40), 측정이 완료된 경우 다시 상하구동부재(121)를 작동시켜 측정유닛(200)을 상측으로 이송시킨다.
상기와 같은 디스케일러(140)의 동작에 의해 소재(M)의 상부 표면에 형성된 스케일(S)이 제거되고, 온도측정부(210)가 소재(M)와 직접 접촉하여 소재(M)의 온도를 측정하게 되므로, 소재(M)의 온도를 더욱 정확하게 측정할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 가열로에서 추출되는 소재의 온도를 측정하는 접촉형 소재온도 측정기를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 가열로가 아닌 다른 장치 등에서 추출되는 소재에 대해서도 본 발명에 따른 접촉형 소재온도 측정기가 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 접촉형 소재온도 측정기 110 : 본체부
120 : 상하이송부 121 : 상하구동부재
122 : 상하회전기어부 123 : 상하랙기어부
130 : 좌우이송부 132 : 좌우구동부재
133 : 좌우회전기어부 134 : 좌우랙기어부
140 : 디스케일러 150 : 구동제어부
200 : 측정유닛 210 : 온도측정부
213 : 열전대 220 : 접촉감지부
221 : 지지부 222 : 하우징

Claims (9)

  1. 가열로의 출구측에 배치되는 본체부;
    상기 본체부에 구비되고, 상기 가열로에서 추출되어 롤러테이블에 놓이는 소재와 접촉하여 상기 소재의 온도를 측정하는 측정유닛;
    상기 본체부에 구비되고, 상기 소재의 상부 표면에 형성된 스케일을 제거하도록 상기 소재의 상부 표면을 향해 유체를 분사하는 디스케일러; 및
    상기 본체부와 결합되어 상기 측정유닛을 이송시키는 이송부를 포함하고,
    상기 이송부는, 상기 측정유닛을 좌우 방향으로 이송시키는 좌우이송부; 및
    상기 측정유닛을 상하 방향으로 이송시키는 상하이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상하이송부는, 상기 본체부에 구비되고, 상하구동부재의 구동에 의해 회전되는 상하회전기어부; 및
    상기 상하회전기어부와 맞물리고, 상기 상하회전기어부의 상하 방향 이동을 안내하는 상하랙기어부를 포함하고,
    상기 좌우이송부는, 상기 상하랙기어부와 연결되는 연결판;
    상기 연결판에 설치되는 좌우구동부재의 구동에 의해 회전되는 좌우회전기어부; 및
    상기 좌우회전기어부와 맞물리고, 상기 좌우회전기어부의 좌우 방향 이동을 안내하는 좌우랙기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측정유닛은, 상기 소재의 상부 표면과 접촉하여 상기 소재의 온도를 측정하는 온도측정부; 및
    상기 온도측정부와 연결되고, 상기 온도측정부와 상기 소재의 접촉 여부를 감지하는 접촉감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도측정부는, 상기 소재의 상부 표면과 접촉되는 접촉부;
    상기 접촉부 내에 구비되는 열전대; 및
    상기 접촉부 내에 구비되고, 상기 접촉부로 전달된 상기 소재의 열을 상기 열전대에 전달하는 열전도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접촉감지부는, 상기 접촉부와 연결되는 지지부;
    상기 지지부의 상하 이동을 가이드하는 하우징;
    상기 하우징에 구비되고, 상기 접촉부와 상기 소재의 접촉에 의한 상기 지지부의 상측 이동을 감지하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접촉감지부는, 상기 하우징을 상부공간과 하부공간으로 구획하고, 상기 지지부가 관통되는 격벽;
    상기 지지부의 둘레에 구비되고, 상기 하부공간에 배치되는 제1스톱퍼;
    일단부가 상기 제1스톱퍼의 상면에 연결되고, 타단부가 상기 격벽의 하면에 연결되어 상기 지지부에 복원력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지부는 상단부에 금속체가 구비되고, 상기 금속체는 상기 센서부보다 낮게 위치되는 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1스톱퍼의 외경은 상기 하부공간을 이루는 상기 하우징의 내경과 동일한 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 접촉감지부는, 상기 지지부의 둘레에 구비되고, 상기 상부공간에 배치되는 제2스톱퍼를 더 포함하고,
    상기 제2스톱퍼의 외경은 상기 상부공간을 이루는 상기 하우징의 내경과 동일한 것을 특징으로 하는 접촉형 소재온도 측정기.
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