KR20150004605U - 용접층간 온도감지 장치 - Google Patents

용접층간 온도감지 장치 Download PDF

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KR20150004605U
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안우영
박기덕
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

온도 측정기를 용접 시작점에 부착하여 정확히 같은 위치의 온도를 반복적으로 자동 측정 가능한 용접층간 온도감지 장치가 개시된다. 용접층간 온도감지 장치는 용접 작업 시 온도측정 규정위치로부터 일정 거리(L) 이격된 위치에 고정되는 본체부 및 상기 본체부의 일면에 구비되어 다수개의 지점의 온도를 감지하는 다수의 온도 센서를 포함한다. 따라서, 장비를 부착하고 눈으로 LED 색상만 구분하면 되기 때문에 안전사고 발생 가능성이 현저히 낮아지며, 온도를 같은 위치에서 반복적으로 측정하여 오차를 최소화하고, 작업자의 편의를 높이면서 생산성과 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

용접층간 온도감지 장치{DEVICE FOR SENSING TEMPERATURE WELDING POINT}
본 고안은 온도센서를 내장한 용접토치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접 작업 시 1패스 용접이 끝나고 용접 시작지점의 온도를 측정하기 위한 용접층간 온도감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 등의 대형 구조물의 건조 시 다수의 강판을 용접하여 단위 블럭을 제작하는 등 많고 다양한 용접 작업이 수행되고 있다. 이러한 용접 작업 시 각 자재별로 용접에 요구되는 적정 온도가 다르기 때문에, 용접 작업 중 1패스 용접이 완료된 후 용접 시작 지점의 온도를 측정한 후 이후의 용접 작업을 계속하게 된다.
종래에는, 용접 작업 중 온도 측정 지점의 온도를 측정하기 위해, 온도 측정기를 사용하게 된다. 즉, 종래에는 작업자가 손을 이용해 온도 측정기를 규정된 위치에 찍거나 가위 형태의 온도 센서를 이용하여 온도를 측정하였다. 하지만, 종래의 가위 형태의 온도 센서의 경우 자재의 두께 방향으로 온도를 측정해야 하며, 큰 블록이나 두께 방향으로 온도를 측정할 수 없는 경우에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 온도 측정 방식은 온도 측정기를 용접으로 고정시키거나 용접 1패스 종료 시마다 같은 지점에 온도를 측정하여 다시 용접을 시작하게 된다. 하지만, 이러한 방식은 용접 후 적정 온도가 될 때까지 같은 위치에 반복적으로 온도를 측정해야 하기 때문에, 적정 온도를 지키지 않고 용접을 하거나 같은 위치의 온도를 측정하지 않아 생산성과 용접 품질이 저하되며, 높은 온도의 용접 부위에 직접 손을 사용하기 때문에 안전사고의 발생 가능성이 높은 문제점이 있다.
참고로, 선 출원된 대한민국 실용신안공보 제1993-0004335호(1993.07.12)에는 극후판 용접시 층간온도 감지장치가 개시된바 있고, 대한민국 특허공보 제1996-0005711호(1996.05.01)에는 용접부 층간 온도 제어방법이 개시된바 있다.
특허문헌1 : 대한민국 실용신안공보 제1993-0004335호(1993.07.12) 특허문헌2 : 대한민국 특허공보 제1996-0005711호(1996.05.01)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안에서는 온도 측정기를 용접 시작점에 부착하여 정확히 같은 위치의 온도를 반복적으로 자동 측정 가능한 용접층간 온도감지 장치를 제공한다.
본 고안에 따른 용접층간 온도감지 장치는 용접 작업 시 온도측정 규정위치로부터 일정 거리(L) 이격된 위치에 고정되는 본체부 및 상기 본체부의 일면에 구비되어 다수개의 지점의 온도를 감지하는 다수의 온도 센서를 포함한다.
상기에서, 온도 센서는 횡방향(y축) 및 종방향(x축)으로 다수의 열을 형성하여 배치된다.
상기에서, 본체부와 온도측정 규정위치 간의 이격 방향이 y축 방향일 경우, x축 방향의 온도 센서의 평균값을 측정 온도로 결정한다.
상기에서, 본체부와 고정면 사이에 본체부를 고정면에 고정시키는 고정부를 구비하고, 상기 온도 센서는 고정면과 마주하는 본체부의 일면에 배치된다.
상기에서, 고정부는 알리코자석으로 구성된다.
상기에서, 본체부에 측정된 온도를 외부로 표시하는 온도표시 패널과, 본체부와 온도측정 규정위치 간의 이격 거리(L)를 외부로 표시하는 거리표시 패널과, 거리조정 스위치와, 온도 센서로 감지된 온도에 따른 용접 가능 상태를 외부로 표시하는 디스플레이부를 구비한다.
본 고안에 따른 용접층간 온도감지 장치는 장비를 부착하고 눈으로 LED 색상만 구분하면 되기 때문에 안전사고 발생 가능성이 현저히 낮아지며, 온도를 같은 위치에서 반복적으로 측정하여 오차를 최소화하고, 작업자의 편의를 높이면서 생산성과 용접 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 정면도이고,
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 측면도이며,
도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 평면도이고,
도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 배면도이며,
도 5는 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치가 설치된 상태를 도시한 정면도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 용접층간 온도감지 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 정면도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 측면도이며, 도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 평면도이고, 도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치의 배면도이며, 도 5는 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치가 설치된 상태를 도시한 정면도이다.
이하의 설명에서, xy좌표계를 통해 방향을 설명하기로 하며, x축 방향이 "종방향"이고, y축 방향이 "횡방향 또는 온도측정 규정위치와 본체부 간의 이격 방향"이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시 예에 따른 용접층간 온도감지 장치(100)는 본체부(10)와, 고정부(60)와, 온도 센서(70)를 포함하여 이루어진다.
본체부(10)는 용접 작업 시 온도측정 규정위치(99)로부터 일정 거리(L) 이격된 위치에 고정된다. 상기 본체부(10)에는 온도표시 패널(20)과, 거리표시 패널(30)과, 거리조정 스위치(40)와, 디스플레이부(51)(52)(53)가 구비된다. 온도표시 패널(20)은 온도 센서(70)로부터 측정된 온도를 외부로 표시하며, 거리표시 패널(30)은 본체부(10)와 온도측정 규정위치(99) 간의 이격 거리(L)를 외부로 표시한다.
디스플레이부는 LED 등으로 구성되어 온도 센서(70)로 감지된 온도에 따른 용접 가능 상태를 외부로 표시하는 것으로서, 녹색등(53), 황색등(52) 및 적색등(51)으로 이루어질 수 있다. 온도 센서(70)로 감지된 온도가 용접 적정 온도인 경우 녹색등(53)이 점등되고, 예열이나 주의가 필요한 경우 황색등(52)이 점등되며, 용접 불가시에는 적색등(53)이 점등되도록 구성할 수 있다. 용접 가능 상태를 판단하는 여부는 비교기를 사용한 별도의 회로를 통해 이루어질 수 있다.
고정부(60)는 본체부(10)와 고정면 사이에 구비되며, 본체부(10)에 결합된다. 고정부(60)는 본체부(10)를 고정면에 고정시키는 기능을 하며, 알리코자석으로 구성되는 것이 바람직하다. 알리코자석은 영구자석 중 온도 특성이 매우 뛰어난 자석으로서, 주조방식 또는 소결방식으로 성형되며 알루미늄, 니켈, 코발트, 철의 합금으로 이루어진다. 아울러, 열에 강해 허용온도가 높은 다른 종류의 자석을 사용하는 것도 가능하다.
온도 센서(70)는 고정면과 마주하는 본체부(10)의 일면에 배치되어, 다수개의 지점의 온도를 감지한다. 상기 온도 센서(70)는 횡방향(y축) 및 종방향(x축)으로 다수의 열을 형성하여 배치된다. 본 실시 예에서 온도 센서(70)는 종방향으로 2열, 가장자리에 횡방향으로 3열로 이루어져 총 12개의 센서로 이루어진다. 상기 온도 센서(70)의 개수는 적절히 가감할 수 있다.
상기 본체부(10)와 온도측정 규정위치(99) 간의 이격 방향이 y축 방향일 경우, x축 방향의 온도 센서(71)(72)(73)의 평균값을 측정 온도로 결정한다. 본체부(10)와 온도측정 규정위치(99) 간은 정확히 중심에 위치하지 않을 경우가 많기 때문에, x축 상의 세점의 온도 평균값을 구하여 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 상기 온도 센서(70)는 이격 거리(L)에 따른 열전도가 선형이라고 가정하고, 각 지점의 온도를 측정하여 시편의 거리에 따른 열전도를 산출할 수 있다. 이 경우, 종방향으로 위열과 아래열의 온도 센서(70)의 평균값으로 산출이 가능하다.
결국, 다수의 지점에서 온도 센서(70)가 온도를 측정항여 온도 측정 시 오차를 최소로하고, 온도 측정은 표면적의 온도가 거리에 따라 선형적으로 줄어든다고 가정하여 열원에서 거리에 따른 온도 차이를 계산하여 일정 거리가 떨어져도 온도를 예상할 수 있는 것이다. 이로 인해, 용접부(98)에서 너무 가까이 본체부(10)를 부착할 경우 용접 시 불편을 초래하는 문제를 해결하며, 용접 시 온도표시 패널(20), 거리표시 패널(30) 및 디스플레이부(51)(52)(53)에 표시되는 정보를 관찰하면서 안전하고 용이하게 용접 작업을 수행할 수 있다.
지금까지 본 고안에 따른 용접층간 온도감지 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 본체부 20 : 온도표시 패널
30 : 거리표시 패널 40 : 거리조정 스위치
51 : 적색등 52 : 황색등
53 : 녹색등 60 : 고정부
70,71,72,73 : 온도 센서 98 : 용접부
99 : 온도측정 규정위치
100 : 용접층간 온도감지 장치

Claims (6)

  1. 용접 작업 시 온도측정 규정위치(99)로부터 일정 거리(L) 이격된 위치에 고정되는 본체부(10); 및
    상기 본체부(10)의 일면에 구비되어 다수개의 지점의 온도를 감지하는 다수의 온도 센서(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접층간 온도감지 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 온도 센서(70)는 횡방향(y축) 및 종방향(x축)으로 다수의 열을 형성하여 배치되는 것을 특징으로 하는 용접층간 온도감지 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 본체부(10)와 온도측정 규정위치(99) 간의 이격 방향이 y축 방향일 경우, x축 방향의 온도 센서(71)(72)(73)의 평균값을 측정 온도로 결정하는 것을 특징으로 하는 용접층간 온도감지 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 본체부(10)와 고정면 사이에 본체부(10)를 고정면에 고정시키는 고정부(60)를 구비하고, 상기 온도 센서(70)는 고정면과 마주하는 본체부(10)의 일면에 배치되는 것을 특징으로 하는 용접층간 온도감지 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 고정부(60)는 알리코자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접층간 온도감지 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 본체부(10)에 측정된 온도를 외부로 표시하는 온도표시 패널(20)과, 본체부(10)와 온도측정 규정위치(99) 간의 이격 거리(L)를 외부로 표시하는 거리표시 패널(30)과, 거리조정 스위치(40)와, 온도 센서(70)로 감지된 온도에 따른 용접 가능 상태를 외부로 표시하는 디스플레이부(51)(52)(53)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접층간 온도감지 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR930004335A (ko) 1991-08-02 1993-03-22 원본미기재 중합체 슬러리로부터 탄화수소를 제거하는 방법 및 장치
KR960005711A (ko) 1994-07-07 1996-02-23 이헌조 칼라 음극선관용 전자총의 제2그리드

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