KR20140127056A - 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전소자의 불량품 및 수명을 손쉽고 빠르게 판별할 수 있는 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법은 열전소자를 지그에 고정시킨 다음, 직류 전압을 제공하고, 열전소자의 내부저항을 측정하여 불량을 판별함으로써, 많은 양의 열전소자를 신속/정확하게 정상 또는 불량으로 판별할 수 있고, 이로 인하여 정상 열전소자만 선택하여 향후에 수명 판별할 수 있어 시험 효율 및 정확성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법은 열전소자에 정출력과 역출력의 직류 전압을 번갈아가면서 제공하고, 열전소자의 양단에 흡열과 발열 반응이 번갈아가면서 이뤄지는 과정에서 열전소자의 양단 온도 변화에 따라 수명을 판별함으로써, 열전소자에 임의의 온도차를 제공하기 위한 장치를 생략할 수 있고, 나아가 열전소자에 전기적 충격과 열적 충격을 동시에 제공하면서 시험할 수 있어 수명 판별에 정확성과 생산성을 높일 뿐 아니라 시험시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법은 열전소자를 지그에 고정시킨 다음, 직류 전압을 제공하고, 열전소자의 내부저항을 측정하여 불량을 판별함으로써, 많은 양의 열전소자를 신속/정확하게 정상 또는 불량으로 판별할 수 있고, 이로 인하여 정상 열전소자만 선택하여 향후에 수명 판별할 수 있어 시험 효율 및 정확성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법은 열전소자에 정출력과 역출력의 직류 전압을 번갈아가면서 제공하고, 열전소자의 양단에 흡열과 발열 반응이 번갈아가면서 이뤄지는 과정에서 열전소자의 양단 온도 변화에 따라 수명을 판별함으로써, 열전소자에 임의의 온도차를 제공하기 위한 장치를 생략할 수 있고, 나아가 열전소자에 전기적 충격과 열적 충격을 동시에 제공하면서 시험할 수 있어 수명 판별에 정확성과 생산성을 높일 뿐 아니라 시험시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 열전소자의 불량품 및 수명을 손쉽고 빠르게 판별할 수 있는 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법에 관한 것이다.
일반적으로 펠티어 효과는 1934년 프랑스 J.C.A.Peltier가 발견한 현상으로, 서로 다른 두 개의 소자 양단에 직류 전압을 가하면, 전류의 방향에 따라 한쪽 면에서 흡열하는 동시에 반대 면에서 발열하는 현상을 말하며, 펠티어 효과를 이용한 소자를 열전소자(Thermoelectric Device) 또는 열전모듈(Thermoelectric Module : TEM)이라 한다.
이러한 펠티어 효과를 이용한 열전소자는 냉각이나 가열 작용을 하는 제품에 많이 적용되고 있는데, 냉각 작용을 이용한 열전소자는 화장품 냉장고, 캔 냉장고, 김치 냉장고, 제습기, 반도체 제조 라인의 약액 순환여과장치, 자동차 냉장고 등에 적용되고, 가열 작용을 이용한 열전소자는 이화학기기, 미안기, 의료용 소형 항온 수조, 의료용 배양기, 발효기 등에 적용되며, 꾸준히 열전소자에 대한 수요가 늘어가고 있는 상황이다.
도 1은 일반적인 열전소자가 도시된 도면으로써, 열전소자는 서로 다른 금속으로 P형 반도체(11)와 N형 반도체(12)로 구성되는데, P형 반도체(11)와 N형 반도체(12)을 납(13)으로 연결한 엘리먼트가 직렬로 연결되는 구조로 기전력이 제공됨에 따라 서로 반대 편에서 흡열과 발열 작용이 일어난다.
이와 같은 열전소자가 최근에 폭넓게 상용화되고 있지만, 열전소자를 판별하기 위한 시험장치의 개발은 미진한 실정이다.
한국공개특허 제2013-0028377호에는 가열 플레이트 조립체와, 진공 챔버와, 온도 조절기와, 데이터 수집기와, 계산부로 이루어지며, 열전소자의 4개 파라미터인 제벡계수(S), 전기전도도(σ), 열전도도(k), 절대온도(T)를 모두 측정할 수 있는 열전소자 평가장치가 제시되고 있다.
종래의 열전소자 시험장치는 진공 하에서 열전소자가 가열 플레이트 조립체에 장착되면, 온도 조절기에 의해 가열 플레이트 조립체가 가열됨에 따라 데이터 수집기에서 열전소자의 제벡계수(S), 전기전도도(σ), 열전도도(k) 및 절대온도(T)와 같은 열전성능지수 산출 파라미터 정보를 수집하고, 이러한 열전성능지수 산출 파라미터 정보를 이용하여 계산부에서 열전성능지수를 산출할 수 있다.
그러나, 종래의 열전소자 시험장치는 가열 플레이트 조립체에 의해 열전소자에 임의의 열적 충격이 제공된 다음, 여러가지 열전성능지수 산출 파라미터 정보를 수집하기 때문에 열적 충격 또는 각종 파라미터 정보를 수집하기 전에 손쉽게 열전소자의 불량을 판별하기 어렵고, 시험 중에 열적 충격으로 인하여 열전소자의 서로 다른 금속을 연결하기 위하여 많이 사용되는 납과 같은 연결부재가 산화 및 손상될 수 있어 실험 결과의 정확성이 떨어지며, 임의의 열적 충격을 제공하기 위하여 가열 또는 냉각할 수 있는 가열 플레이트 조립체와 같은 복잡한 실험장치가 제공되어야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 신속하고 정확하게 열전소자의 불량품을 판별할 수 있는 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정상 판별된 열전소자의 수명을 정확하게 판별할 수 있는 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 직류 전압을 제공함에 따라 양단에 온도차를 발생시키는 열전소자를 검사하기 위한 열전소자의 시험장치에 있어서, 상기 열전소자에 온도차가 발생되는 양단을 고정시키는 지그; 상기 열전소자에 직류 전압을 인가하는 전원부; 상기 열전소자의 내부저항을 측정할 수 있는 내부저항 측정기; 상기 열전소자의 회로를 상기 전원부와 내부저항 측정기와 연결시키는 인터페이스부; 및 상기 열전소자에 직류 전압을 인가하는 설정시간 동안, 상기 열전소자의 내부저항 측정값을 기준치와 비교하여 상기 열전소자의 정상 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 열전소자의 시험장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 지그에 구비되고, 상기 열전소자의 양단 온도를 각각 측정하는 제1,2온도 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 열전소자에 직류 전압을 인가하는 설정시간 동안, 상기 제1,2온도센서의 온도 측정값이 설정 발열온도와 설정 흡열온도에 도달하는 여부에 따라 상기 열전소자의 수명을 판별할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 전원부는 다른 극성의 직류 전압을 번갈아가면서 인가하고, 상기 제어부는 상기 열전소자에 다른 극성의 직류 전압이 인가되는 설정시간 동안, 상기 열전소자의 수명을 판별하는 과정을 설정횟수 만큼 반복 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은, 직류 전압을 제공함에 따라 온도차가 발생되는 열전소자의 양단을 고정시키는 제1단계; 상기 제1단계에서 고정된 열전소자에 직류 전압을 설정시간 동안 제공하는 제2단계; 상기 제2단계에서 직류 전압이 제공되는 열전소자의 내부저항을 측정하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 측정된 열전소자의 내부저항 측정값을 기준치와 비교하여 상기 열전소자의 정상 여부를 판단하는 제4단계;를 포함하는 열전소자의 시험방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 제2단계에서 열전소자에 직류 전압을 설정시간 인가하는 동안, 상기 열전소자에 온도차가 발생되는 양단이 설정 발열온도와 설정 흡열온도에 도달하는 여부에 따라 상기 열전소자의 수명을 판별하는 제5단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 제2단계는, 상기 열전소자에 다른 극성의 직류 전압을 번갈아가면서 설정시간 동안 인가하고, 상기 제5단계는, 상기 열전소자에 다른 극성의 직류 전압이 인가되는 설정시간 동안, 상기 열전소자의 수명을 판별하는 과정을 설정횟수 만큼 반복 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법은 열전소자를 지그에 고정시킨 다음, 직류 전압을 제공하고, 열전소자의 내부저항을 측정하여 불량을 판별함으로써, 많은 양의 열전소자를 신속/정확하게 정상 또는 불량으로 판별할 수 있고, 이로 인하여 정상 열전소자만 선택하여 향후에 수명 판별할 수 있어 시험 효율 및 정확성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법은 열전소자에 정출력과 역출력의 직류 전압을 번갈아가면서 제공하고, 열전소자의 양단에 흡열과 발열 반응이 번갈아가면서 이뤄지는 과정에서 열전소자의 양단 온도 변화에 따라 수명을 판별함으로써, 열전소자에 임의의 온도차를 제공하기 위한 장치를 생략할 수 있고, 나아가 열전소자에 전기적 충격과 열적 충격을 동시에 제공하면서 시험할 수 있어 수명 판별에 정확성과 생산성을 높일 뿐 아니라 시험시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 열전소자가 도시된 도면.
도 2는 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치가 도시된 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치에 적용된 지그가 도시된 사시도.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 열전소자의 시험방법이 도시된 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 열전소자의 시험방법에 따른 결과 화면의 일예가 도시된 도면.
도 2는 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치가 도시된 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치에 적용된 지그가 도시된 사시도.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 열전소자의 시험방법이 도시된 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 열전소자의 시험방법에 따른 결과 화면의 일예가 도시된 도면.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열전소자의 시험장치에 적용된 지그가 도시된 사시도이다.
본 발명에 따른 열전소자의 시험장치는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 지그(110)와, 제1온도센서(120)와, 제2온도센서(130)와, 전원부(140)와, 인터페이스(150)와, 내부저항 측정기(160)와, 제어부(170)를 포함하도록 구성된다.
상기 지그(110)는 열전소자(100)의 온도차가 발생되는 양단을 일정한 힘으로 고정시킬 수 있는 형태로 구성된다.
보다 상세하게, 상기 지그(110)는 상기 열전소자(100)의 상하단이 수용되는 두 개의 플레이트(111,112)로 구성되는데, 상기 열전소자(100)의 상단과 맞닿도록 상측에 구비된 상부 플레이트(111)와, 상기 열전소자(100)의 하단과 맞닿도록 하측에 구비된 하부 플레이트(112)로 구성될 수 있으며, 상기 상부 플레이트(111)와 하부 플레이트(112)는 열전달 효율이 좋을 뿐 아니라 저렴한 알루미늄 재질로 만들어질 수 있다.
이때, 상기 상부 플레이트(111)와 하부 플레이트(112) 사이의 간격을 조절함에 따라 접합면의 압력이 조절될 수 있는데, 상기 상부 플레이트(111)와 같이 연동될 수 있도록 상측에 이동 플레이트(113)가 구비되고, 상기 이동 플레이트(113)가 별도의 상하 조절부(114)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 하부 플레이트(111)와 이동 플레이트(113) 사이에는 열전달을 방지하기 위하여 실리콘과 같은 일종의 단열재가 구비될 수 있다.
따라서, 상기 열전소자(100)가 상기 하부 플레이트(112) 위에 올려지면, 상기 상부 플레이트(111)가 하강하고, 상기 상부 플레이트(111)가 상기 열전소자(100)를 상기 하부 플레이트(112) 위에 일정한 압력으로 눌러주게 되고, 일정한 압력 하에서 상기 상부 플레이트(111)와 하부 플레이트(112)와 맞닿는 상기 열전소자(100)는 균일하게 열전달이 이루어질 수 있다.
상기 제1,2온도센서(120,130)는 상기 상부 플레이트(111)와 하부 플레이트(112)에 내장된 형태로 구성되며, 하기의 제어부(170)로 측정 온도를 전달할 수 있도록 구성된다. 실시예에서, 상기 제1,2온도센서(120,130)는 PT100Ω의 온도감지센서가 적용될 수 있다.
상기 전원부(140)는 상기 인터페이스(150)에 의해 상기 열전소자의 회로와 연결되도록 구비되며, 상기 열전소자(100)에 직류 전압의 극성을 번갈아가면서 제공할 수 있다.
이때, 상기 전원부(140)에 의해 상기 열전소자(100)에 직류 전압을 제공하더라도 소프트 스타트(Soft start)시키기 위하여 PWM(Pulse width modulation) 방식으로 제어하는 것이 바람직하며, 이러한 PWM 방식의 제어는 상기 인터페이스(150)에 내장된 전자 스위치에 의해 짧은 시간 간격으로 On/Off 동작을 반복함에 따라 구현될 수 있다.
또한, 상기 전원부(140)는 상기 제어부(170)의 신호에 따라 직류 전압의 크기를 가변하여 제공할 수 있는데, 이는 정격 전압을 제공하는 것보다 정격 전압보다 높은 전압을 제공함에 따라 시험시간을 단축시킬 수 있다.
따라서, 상기 열전소자(100)는 상기 상부 플레이트(111)와 하부 플레이트(112) 사이에 고정된 다음, 상기 전원부(140)가 상기 열전소자(100)에 직류 전압을 제공하면, 상기 열전소자(100)의 양단에서 흡열과 발열 반응이 일어나고, 설정시간(to) 이내에 상기 열전소자(100)의 양단 온도 측정값이 설정 흡열온도와 설정 발열온도에 도달 여부에 따라 수명을 판단할 수 있다.
이때, 상기 전원부(140)는 상기 열전소자(100)에 직류 전압의 극성을 바꾸어가면서 반복적인 시험을 수행하기 때문에 임의의 냉각장치 또는 가열장치에 의해 온도차가 제공되지 않더라도 상기 열전소자(100)에 전기적 충격과 열적 충격이 동시에 가해지면서 시험을 수행할 수 있다.
상기 내부저항 측정기(160)도 상기 전원부(140)와 마찬가지로 상기 인터페이스(150)에 의해 상기 열전소자(100)의 회로와 연결되도록 구비되며, 상기 열전소자(100)의 내부저항을 측정할 수 있다. 물론, 상기 열전소자(100)도 역시 전기적 소자이기 때문에 고유한 내부저항을 가지게 된다.
따라서, 상기 내부저항 측정기(160)에 의해 상기 열전소자(100)의 내부저항을 측정하여 기준치와 비교함으로써, 상기 열전소자(100)를 정상 또는 불량으로 판별할 수 있다.
이때, 상기 열전소자(100)의 내부저항 측정값이 설정값 이내로 판단되면, 상기 열전소자(100)는 정상으로 판별되지만, 상기 열전소자(100)의 내부저항 측정값이 설정값보다 훨씬 크면, 상기 열전소자(100)는 불량으로 판별될 수 있다. 물론, 불량으로 판단된 열전소자는 향후에 진행될 수명 판별하는 과정을 생략할 수 있기 때문에 대량의 열전소자를 신속하고 정확하게 정상 또는 불량으로 판별할 수 있다.
상기 제어부(170)는 일종의 컴퓨터로써, 상기에서 설명한 제1,2온도센서(120,130), 전원부(140), 내부저항 측정기(160) 등과 ID(Identification)를 사용하여 다중 통신될 수 있다.
일예로, 상기 제어부(170)는 각종 장치들과 물리적으로 유/무선 매체 중 RS-232, RS485, TCP/IP를 이용한 이더넷(Ethernet)을 사용할 수 있으며, 각각의 프로토콜을 통하여 안전하고 신속하게 통신할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(170)는 각종 장치들로 제어값을 송신하거나, 측정값 또는 데이터를 수신받을 수 있으며, 상기와 같은 데이터를 통하여 정상 또는 불량 및 수명을 판별하고, 각종 데이터와 정보를 저장할 수 있다. 이때, 상기 제어부(170)는 상기 열전소자(100)에 제공되는 직류 전압의 크기와, 상기 열전소자(100)에서 측정된 내부저항, 전류, 전압, 전력, 온도차 및 그에 따라 판단된 제품 수명과, 주변 온도와 습도 등과 같은 시험 환경 데이터 등을 저장할 수 있다.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 열전소자의 시험방법이 도시된 순서도이다.
본 발명에 따른 열전소자의 시험방법을 도 2와 도 4, 도 5를 참조하여 살펴보면, 먼저 열전소자(100)를 고정시킨다.(S1 참조)
상기 열전소자(100)의 양단이 상기 상부 플레이트(111)와 하부 플레이트(112)와 접촉됨에 따라 열전달을 일으킬 수 있도록 고정된다.
다음, 상기 전원부(140)는 정출력의 직류 전압을 상기 열전소자(100)에 공급하고, 상기 열전소자(100)의 내부저항(R)과 온도측정값(Th,Tc)에 따라 상기 열전소자(100)의 불량 여부와 수명을 판별하게 된다.(S2,S10 참조)
상기 전원부(140)는 상기 열전소자(100)에 직류 접압을 PWM 제어방식으로 인가할 수 있고, 이로 인하여 서지(Surge) 발생을 방지할 수 있으며, 시험 중인 열전소자에 스트레스를 주지 않아 안정적인 시험이 진행되도록 한다.
상기 열전소자(100)에 공급되는 직류 전압의 크기를 정격 전압보다 크게 조절할 수 있고, 이는 정격 전압보다 큰 전압을 제공하여 하기에서 설명될 수명을 판별하는 시간을 단축시킬 수 있으므로, 임의로 조절될 수 있다.
이때, 상기 열전소자(100)에 정출력의 직류 전압이 제공되면, 상기 열전소자(100)의 상면은 발열 작용에 의해 상온에서 고온으로 가열되고, 상기 열전소자(100)의 하면은 흡열 작용에 의해 상온에서 저온으로 냉각된다.
다음, 상기 전원부(140)는 역출력의 직류 전압을 상기 열전소자(100)에 공급하고, 마찬가지로 상기 열전소자(100)의 내부저항(T)과 온도측정값(Th,Tc)에 따라 상기 열전소자(100)의 불량 여부와 수명을 판별하게 된다.(S3,S10 참조)
이때, 상기 전원부(140)로부터 역출력의 직류 전압이 제공되면, 상기 열전소자(100)의 상면은 흡열 작용에 의해 고온에서 상온을 거쳐 저온으로 냉각되고, 상기 열전소자(100)의 하면은 발열 작용에 의해 저온에서 상온을 거쳐 고온으로 가열된다.
다음, 상기 열전소자(100)에 직류 전압의 극성을 달리하는 시험횟수(C)를 카운트하고, 시험횟수(C)가 최대값(Mex)에 도달하면, 시험을 종료한다.(S4,S5 참조)
상기 열전소자(100)에 직류 전압의 극성을 달리하여 제공하는 실험을 반복적으로 진행하면, 상기 열전소자(10O)에 전기적 충격을 가하는 동시에 열적 충격도 가해지는 시험을 한꺼번에 수행할 수 있다.
그런데, 상기에서 극성을 달리하면서 직류 전압을 제공함에 따라 상기 열전소자(100)의 불량 여부와 수명을 판별하는 과정을 상세하게 살펴보면, 상기 열전소자(100)에 상기 직류 전압을 설정시간(to) 공급된다.(S11 참조)
상기 전원부(140)가 상기 열전소자(100)에 직류 전압을 제공함에 따라 상기 열전소자(100)의 양단에서 발열과 흡열 작용이 일어나고, 상기 열전소자(100)의 양단에서 온도차(Δt)가 더욱 크게 나타난다.
다음, 상기 열전소자(100)의 내부저항(R)을 측정하고, 상기 측정 내부저항(R)을 기준 내부저항값(Ro)과 비교하여 정상 또는 불량으로 판단한다.(S12,S13,S14,S15 참조)
상기 내부저항 측정기(160)는 상기 인터페이스(150)를 통하여 상기 열전소자(100)의 회로와 연결됨에 따라 상기 열전소자(100)의 내부저항(R)을 측정할 수 있고, 상기 제어부(170)는 상기 열전소자(100)의 측정 내부저항(R)을 입력받아 기준 내부저항값(Ro)과 비교한다.
이때, 상기 열전소자(100)의 측정 내부저항(R)이 기준 내부저항값(Ro)보다 작으면, 정상으로 판단되지만, 상기 열전소자(100)의 측정 내부저항(R)이 기준 내부저항값(Ro)보다 크면, 불량으로 판단되며, 이러한 정상 또는 불량에 관한 판단한 데이터도 저장된다.
물론, 불량인 열전소자(100)는 향후 진행될 수명 판별을 진행하지 않으며, 정상인 열전소자(100)만 수명 판별을 진행한다.
다음, 정상으로 판별된 열전소자(100)의 양단에 온도측정값(Th,Tc)이 설정 발열온도(Tho)와 설정 흡열온도(Tco)에 도달했는지 여부에 따라 수명을 판별한다.(S16,S17 참조)
상기 전원부(140)가 정출력의 직류 전압을 공급하면, 상기 열전소자(100)의 상면에서 발열 작용에 의해 상기 상부 플레이트(111)가 가열되고, 상기 상부 플레이트(111)에 내장된 제1온도센서(120)에 의해 가열 온도측정값(Th)이 측정되며, 상기 열전소자(100)의 하면에서 흡열 작용에 의해 상기 하부 플레이트(112)가 냉각되고, 상기 하부 플레이트(112)에 내장된 제2온돈센서(130)에 의해 냉각 온도측정값(Tc)이 측정된다.
반면, 상기 전원부(140)가 역출력의 직류 전압을 공급하면, 상기 열전소자(100)의 상면에서 흡열 작용에 의해 상기 상부 플레이트(111)가 냉각되고, 상기 상부 플레이트(111)에 내장된 제1온도센서(120)에 의해 냉각 온도측정값(Tc)이 측정되며, 상기 열전소자(100)의 하면에서 발열 작용에 의해 상기 하부 플레이트(112)가 냉각되고, 상기 하부 플레이트(112)에 내장된 제2온돈센서(130)에 의해 가열 온도측정값(Th)이 측정된다.
상기에서 측정된 가열 온도측정값(Th)과 냉각 온도측정값(Tc)이 설정 발열온도(Tho)와 설정 흡열온도(Tco)에 도달했는지 여부에 따라 수명을 판별하게 된다.
이때, 상기에서 직류 전압이 가해지는 설정시간(to) 이내에 온도측정값들(Th,Tc)이 설정 발열온도(Tho)와 설정 흡열온도(Tco)에 도달하지 못하면, 수명이 종료된 것으로 판별되고, 반대로 직류 전압이 가해지는 설정시간(to) 이내에 온도측정값들(Th,Tc)이 설정 발열온도(Tho)와 설정 흡열온도(Tco)에 도달하면, 수명이 남아있는 것으로 판별된다.
다음, 상기 열전소자의 데이터를 취득 및 저장한다.(S18 참조)
상기 전원부(140)에 의해 상기 열전소자(100)에 직류 전압이 제공되는 동안, 상기 제어부(170)는 상기 제1,2온도센서(120,130)의 온도측정값들(Th,Tc)을 비롯하여 상기 열전소자(100)의 데이터를 입력받아 저장한다.
물론, 상기 제어부(170)는 수명을 판별할 뿐 아니라 상기 열전소자(100)로부터 전류(I), 전압(R) 및 전력(P)과 같은 데이터를 취득하여 데이터 베이스에 저장할 뿐 아니라 그래프로 작성하고, 해당 그래프를 제품별 유용한 정보를 활용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 열전소자의 시험방법에 따른 결과 화면의 일예가 도시된 도면이다.
본 발명의 열전소자의 시험방법에 따른 결과 화면은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 열전소자에 제공되는 직류 전압의 크기를 비롯하여 상기 열전소자의 양단에서 발생되는 온도차가 도시된 표(A)와, 상기 열전소자에서 측정된 전압/전류 그래프(B) 및 전력/전압 그래프(B)와, 그 외에도 온도와 습도 등을 포함하는 시험 환경 데이터 등이 포함될 수 있으며, 해당 화면을 통하여 시험하는 사람이 정보를 취득 및 관리할 수 있다.
100 : 열전소자 110 : 지그
120 : 제1온도센서 130 : 제2온도센서
140 : 전원부 150 : 인터페이스
160 : 내부저항 측정기 170 : 제어부
120 : 제1온도센서 130 : 제2온도센서
140 : 전원부 150 : 인터페이스
160 : 내부저항 측정기 170 : 제어부
Claims (12)
- 직류 전압을 제공함에 따라 양단에 온도차를 발생시키는 열전소자를 검사하기 위한 열전소자의 시험장치에 있어서,
상기 열전소자에 온도차가 발생되는 양단을 고정시키는 지그;
상기 열전소자에 직류 전압을 인가하는 전원부;
상기 열전소자의 내부저항을 측정할 수 있는 내부저항 측정기;
상기 열전소자의 회로를 상기 전원부와 내부저항 측정기와 연결시키는 인터페이스부; 및
상기 열전소자에 직류 전압을 인가하는 설정시간 동안, 상기 열전소자의 내부저항 측정값을 기준치와 비교하여 상기 열전소자의 정상 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 열전소자의 시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 지그에 구비되고, 상기 열전소자의 양단 온도를 각각 측정하는 제1,2온도 센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 열전소자에 직류 전압을 인가하는 설정시간 동안, 상기 제1,2온도센서의 온도 측정값이 설정 발열온도와 설정 흡열온도에 도달하는 여부에 따라 상기 열전소자의 수명을 판별하는 열전소자의 시험장치. - 제2항에 있어서,
상기 전원부는 다른 극성의 직류 전압을 번갈아가면서 인가하고,
상기 제어부는 상기 열전소자에 다른 극성의 직류 전압이 인가되는 설정시간 동안, 상기 열전소자의 수명을 판별하는 과정을 설정횟수 만큼 반복 수행하는 열전소자의 시험장치. - 제3항에 있어서,
상기 전원부는,
소프트 스타트(Soft start)하도록 펄스폭 변조방법(Pulse width modulation : PWM)을 통하여 직류 전압을 제공하는 열전소자의 시험장치. - 제3항에 있어서,
상기 전원부는,
상기 제어부의 신호에 따라 직류 전압의 크기를 가변하여 제공할 수 있는 열전소자의 시험장치. - 제2항에 있어서,
상기 지그는,
상기 열전소자의 상단을 눌러주는 상부 플레이트와,
상기 열전소자의 하단을 지지하는 하부 플레이트를 포함하고,
상기 상부 플레이트가 상기 하부 플레이트에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 열전소자의 시험장치. - 제6항에 있어서,
상기 제1온도센서는 상기 상부 플레이트에 내장되도록 연결되고,
상기 제2온도센서는 상기 하부 플레이트에 내장되도록 연결되는 열전소자의 시험장치. - 직류 전압을 제공함에 따라 온도차가 발생되는 열전소자의 양단을 고정시키는 제1단계;
상기 제1단계에서 고정된 열전소자에 직류 전압을 설정시간 동안 제공하는 제2단계;
상기 제2단계에서 직류 전압이 제공되는 열전소자의 내부저항을 측정하는 제3단계; 및
상기 제3단계에서 측정된 열전소자의 내부저항 측정값을 기준치와 비교하여 상기 열전소자의 정상 여부를 판단하는 제4단계;를 포함하는 열전소자의 시험방법. - 제8항에 있어서,
상기 제2단계에서 열전소자에 직류 전압을 설정시간 인가하는 동안, 상기 열전소자에 온도차가 발생되는 양단이 설정 발열온도와 설정 흡열온도에 도달하는 여부에 따라 상기 열전소자의 수명을 판별하는 제5단계;를 더 포함하는 열전소자의 시험장치. - 제9항에 있어서,
상기 제2단계는, 상기 열전소자에 다른 극성의 직류 전압을 번갈아가면서 설정시간 동안 인가하고,
상기 제5단계는, 상기 열전소자에 다른 극성의 직류 전압이 인가되는 설정시간 동안, 상기 열전소자의 수명을 판별하는 과정을 설정횟수 만큼 반복 수행하는 열전소자의 시험장치. - 제10항에 있어서,
상기 제2단계는,
소프트 스타트(Soft start)하도록 펄스폭 변조방법(Pulse width modulation : PWM)을 통하여 직류 전압을 상기 열전소자에 제공하는 열전소자의 시험방법. - 제10항에 있어서,
상기 제2단계는,
입력 제어신호에 따라 직류 전압의 크기를 가변하여 제공할 수 있는 열전소자의 시험방법.
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