KR20150071270A - Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation - Google Patents

Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation Download PDF

Info

Publication number
KR20150071270A
KR20150071270A KR1020130158088A KR20130158088A KR20150071270A KR 20150071270 A KR20150071270 A KR 20150071270A KR 1020130158088 A KR1020130158088 A KR 1020130158088A KR 20130158088 A KR20130158088 A KR 20130158088A KR 20150071270 A KR20150071270 A KR 20150071270A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
heat
aluminum panel
insulation
heater
Prior art date
Application number
KR1020130158088A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이장준
현범석
전형열
Original Assignee
한국항공우주연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주연구원 filed Critical 한국항공우주연구원
Priority to KR1020130158088A priority Critical patent/KR20150071270A/en
Publication of KR20150071270A publication Critical patent/KR20150071270A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes

Abstract

The present invention introduces a device and a method for testing a heat insulating performance of a multi-layered film insulating material, capable of finding a heat flux coefficient transferred to a multi-layered film material from an artificial satellite. The device for testing the heat insulating performance of a multi-layered film insulating material comprises a multi-layered film insulating material, an aluminum panel, a control heater, and a temperature sensor which are installed in a thermal vacuum chamber the temperature of an inner part of which is the same as the temperature of the universe for testing. The method for testing the heat insulating performance of a multi-layered film insulating material comprises: a step of controlling the temperature of the control heater; a measurement step; and a calculation step.

Description

다층박막단열재의 단열성능 시험장치 및 다층박막단열재의 단열성능 시험방법 {Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of inspecting insulation performance of a multilayer thin film insulation material and a method of testing insulation performance of a multilayered insulation material,

본 발명은 다층박막단열재의 단열성능 시험장치에 관한 것으로, 특히, 열진공 챔버에 설치하며, 조절히터, 알루미늄 패널 및 복수의 온도센서 만을 이용하여 다층박막단열재의 단열성능을 시험할 수 있는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for testing the insulation performance of a multilayer thin film insulation, and more particularly, to a multilayer thin film which is installed in a thermal vacuum chamber and can be tested for insulation performance of a multilayered insulation by using only a regulated heater, The present invention relates to an apparatus for inspecting the heat insulating performance of a heat insulating material.

열이 전달되는 경로는 전도, 대류 및 복사의 세 가지가 있다. 전도는 물체 내부에서 열이 흐르는 현상이고, 대류는 공기나 물과 같은 액체 및 기체가 열을 가지고 이동하는 현상이며, 복사는 태양 빛이 따스한 것과 같이 적외선 등으로 열에너지가 이동하는 현상이다. 우주공간에는 공기가 없기 때문에 전도와 복사만으로 열이 이동한다. 위성이 다른 물체와 접촉하고 있지 않기 때문에, 위성이 외부와 열을 주고 받는 전도 경로는 없으며, 위성 내부에서 서로 열이 이동하는 전도경로는 존재한다고 할 수 있다. 따라서 복사가 위성에게 열을 전달해주거나 열이 방출되는 방법이 된다. 이 복사에너지는 물체의 표면상태에 따라 열의 방출과 흡수가 달라진다. There are three paths through which heat is transferred: conduction, convection, and radiation. Conduction is a phenomenon in which heat flows inside an object. Convection is a phenomenon in which liquids and gases such as air and water move with heat. Radiation is a phenomenon in which heat energy moves to infrared rays, such as warm sunlight. Because there is no air in outer space, heat is transferred only by conduction and radiation. Since the satellite is not in contact with other objects, there is no conduction path for the satellite to exchange heat with the outside, and there is a conduction path for the heat to move in the satellite. Thus radiation is the way in which heat is delivered to or from the satellite. This radiant energy differs depending on the surface condition of the object.

인공위성의 외면은 금박과 같은 물질로 덮여 있다. 금박과 같은 물질은 우주에서 활동하게 될 인공위성의 온도를 조절하기 위한 것으로, 다층박막단열재(Multi-layer insulation)라 부른다. 다층박막단열재는 대체로 태양 복사에너지의 대부분을 반사시키는 것은 물론이고, 위성 내부 열의 외부 방출도 억제 한다. 따라서 다층박막단열재는 지구 대기를 지나며 약해지지 않기 때문에 지상에서의 경우 보다 더 강렬한 우주에서의 태양의 열기를 차단하고 심우주로 열이 방출되는 것을 막는 기능을 한다. The outer surface of the satellite is covered with a material like gold leaf. Materials such as gold foil are used to control the temperature of satellites that will be active in space, and are called multi-layer insulation. The multilayer film insulation generally reflects most of the solar radiation energy and also suppresses the external emission of the satellite interior heat. Therefore, multilayer thin film insulation does not weaken as it passes through the Earth's atmosphere, so it blocks the heat of the sun in space stronger than in the ground, and prevents heat from being released from the deep sea.

상술한 바와 같이, 다층박막단열재는 인공위성이 뜨겁지도 차갑지도 않는 적당한 상태 즉 따뜻한 상태를 유지시켜주기 위한 것이다. 재료의 표면상태에 따라 달라지기는 하지만, 다층박막단열재가 없다면 태양빛에 직접 닿는 부분은 100℃ 이상, 그 반대쪽은 -100℃ 정도로 차가워 질 수 있다. 다층박막단열재는 폴리이미드, 폴리에스테르 등의 소재를 사용하여 구현한 셀로판지와 같이 얇은 막을 여러 겹으로 겹쳐 놓고 표면은 알루미늄 코팅을 한 것이다. 색도 금색만이 아니라 은색이나 검정색으로 용도에 따라 적절한 것을 선택할 수 있다. As mentioned above, the multilayer film insulation is intended to maintain a suitable state, i.e., a warm state, in which the satellite is neither hot nor cold. Though it depends on the surface condition of the material, if there is no multilayer film insulation, the parts directly touching the sunlight can cool to over 100 ° C and the opposite side to -100 ° C. The multilayer thin film insulation is made of polyimide, polyester, etc., and is laminated with a thin film such as cellophane, and the surface is coated with aluminum. Chromaticity It is not only gold, but silver or black.

인공위성의 표면에 다층박막단열재가 설치된 경우, 인공위성으로부터 다층박막단열재로의 전도에 의한 열전달이 일어난다. 인공위성으로부터 다층박막단열재로 열전달이 없는 경우가 최상의 단열을 유지하는 것이지만, 이는 물리적으로 불가능하고 어느 정도의 열전달은 존재하게 된다. 다층박막단열재로의 열전달이 최소가 되도록 다층박막단열재를 선택하는 것이 중요하며, 결국 열전달 율을 파악하는 것이 인공위성의 개발 시 중요한 항목이 된다. When a multilayer film insulation is provided on the surface of a satellite, heat transfer occurs by conduction from the satellite to the multilayer film insulation. The absence of heat transfer from the satellite to the multilayer film insulation maintains the best insulation, but this is physically impossible and some heat transfer is present. It is important to select the multilayer thin film insulation so that the heat transfer to the multilayer thin film insulation is minimized. Consequently, understanding the heat transfer rate is an important item in the development of the satellite.

상기와 같은 열전달에 의해 인공위성으로부터 다층박막단열재로 열유속이 발생하고, 인공위성으로부터 다층박막단열재로 전달된 열은 다층박막단열재의 외부표면을 통해 우주공간으로 열복사가 이루어진다. 다층박막단열재의 외부표면을 통한 열복사는 외부표면의 적외선 방사율 측정을 통해 간단히 구할 수 있지만, 인공위성으로부터 다층박막단열재에 전달되는 열유속은 시험 등을 통하여 구해야 한다.
The heat transfer generates heat flux from the satellite to the multi-layered film insulation, and the heat transferred from the satellite to the multi-layered insulation is thermally irradiated to the outer space through the outer surface of the multi-layered insulation. Thermal radiation through the outer surface of the multilayer film insulation can be obtained simply by measuring the infrared emissivity of the outer surface, but the heat flux transferred from the satellite to the multilayer film insulation must be obtained through testing.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 인공위성으로부터 다층박막단열재에 전달되는 열유속 계수를 구할 수 있는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치를 제공하는 것에 있다.
It is an object of the present invention to provide an apparatus for testing the insulation performance of a multilayer thin film insulation which can obtain a heat flux coefficient transmitted from a satellite to a multilayer thin film insulation.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 인공위성으로부터 다층박막단열재에 전달되는 열유속 계수를 구할 수 있는 다층박막단열재의 단열성능 시험방법을 제공하는 것에 있다.
It is another object of the present invention to provide a method for testing the heat insulating performance of a multilayer thin film thermal insulator capable of obtaining a heat flux coefficient transmitted from a satellite to a multilayer thin film thermal insulating material.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치는, 복사열을 차단하여 단열용으로 사용되며 복수의 박막으로 구성된 다층박막단열재, 상기 다층박막단열재의 하부에 설치되며 일정한 열 전달율을 가지는 알루미늄 패널, 상기 알루미늄 패널의 하부에 설치되고 일정한 양의 열을 생성하는 조절히터, 상기 알루미늄 패널의 하부에 설치된 복수의 온도센서를 포함하며, 상기 다층박막단열재, 상기 알루미늄 패널, 상기 조절히터 및 상기 복수의 온도센서는 진공인 내부의 온도가 시험하고자 하는 우주의 온도와 동일한 저온 상태인 열진공 챔버에 설치된다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for inspecting the insulation performance of a multilayer thin film thermal insulator, the multilayer thin film insulator comprising: a plurality of thin film thermal insulators used for insulating heat by shielding radiant heat; And a plurality of temperature sensors provided at a lower portion of the aluminum panel, wherein the plurality of temperature sensors are disposed at a lower portion of the aluminum panel and generate a certain amount of heat, The heater and the plurality of temperature sensors are installed in a thermal vacuum chamber in which the temperature inside the vacuum chamber is in a low-temperature state equal to the temperature of the space to be tested.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험방법은, 청구항 제7항에 기재된 단열성능 시험장치를 이용하여 상기 알루미늄 패널과 상기 다층박막단열재 사이의 열유속 계수를 측정하는 다층박막단열재의 단열성능 시험방법으로, 온도 조절제어신호에 응답하여 상기 조절히터가 온도를 일정한 범위 내에서 가변하는 조절히터의 온도조절단계, 상기 조절히터의 전력 및 상기 복수의 온도센서의 온도를 측정하는 측정단계 및 상기 조절히터의 전력 및 상기 복수의 온도센서의 온도를 이용하여 열유속 계수를 계산하는 계산단계를 포함하며, 상기 온도 조절제어신호의 생성 및 상기 계산단계는 상기 프로세서에서 수행된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for testing a heat insulating performance of a multilayer thin film thermal insulator, the method comprising: measuring a coefficient of heat flux between the aluminum panel and the multilayer thin film thermal insulator using the heat insulating performance testing apparatus according to claim 7; A method for testing the insulation performance of a multilayer thin film thermal insulator, comprising the steps of: controlling a temperature of a regulated heater in which the regulated heater varies the temperature within a predetermined range in response to a temperature regulation control signal; And a calculation step of calculating a heat flux coefficient by using the temperature of the plurality of temperature sensors and the power of the adjustment heater, wherein the generation and the calculation of the temperature adjustment control signal are performed in the processor.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치 및 다층박막단열재의 단열성능 시험방법을 사용하는 경우, 인공위성으로부터 다층박막단열재에 전달되는 열유속 계수를 지상에서 구할 수 있으므로 인공위성의 개발 기간의 단축에 지대한 영향을 미친다. As described above, in the case of using the apparatus for testing the insulation performance of the multilayer thin film insulation according to the present invention and the method for testing the insulation performance of the multilayer thin insulation film, the coefficient of heat flux transferred from the satellite to the multilayered film insulation can be obtained from the ground, The impact of the short-term.

도 1은 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험방법을 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치의 일부분을 확대한 것이다. Fig. 1 shows an apparatus for testing the insulation performance of a multilayer film insulation according to the present invention.
2 shows a method for testing the heat insulation performance of the multilayer thin film insulation according to the present invention.
3 is an enlarged view of a part of the apparatus for testing the insulation performance of the multilayer thin film insulation according to the present invention shown in FIG.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

열유속(heat flux)은 단위면적(㎡) 단위시간(second) 당의 통과열량(Watt)을 의미한다. 인공위성으로부터 다층박막단열재로 전달되는 열유속은 시험 등을 통해 구해야 한다. 열원인 인공위성과 대상물체인 다층박막단열재 사이에는 수학식 1과 같은 관계가 성립한다. The heat flux means the heat quantity (Watt) of heat per unit area (m 2) unit time (second). The heat flux transferred from the satellite to the multi-layered film insulation shall be obtained through testing. The relationship as shown in Equation (1) is established between the satellite as the heat source and the multilayer film insulation as the object.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 Q는 인공위성의 열량, C는 인공위성과 다층박막단열재 사이의 열유속 전달계수, 그리고 ΔT(=T1-T2)는 인공위성의 온도(T2)와 다층박막단열재의 온도(T1)의 차이를 각각 의미한다. 열유속 전달계수(C)는 단순한 상수(constant)가 아니라 온도에 따라 변하는 값이다. Where Q is the heat quantity of the satellite, C is the difference between the satellite and the heat flux transfer coefficient, and ΔT between the multi-layer thin film insulation (= T 1 -T 2) is a satellite temperature (T 2) and the temperature (T 1) of the multi-layer thin film of insulating material Respectively. The heat flux transfer coefficient (C) is not a simple constant but a value that varies with temperature.

열유속 전달계수를 안다는 것은 다층박막단열재의 단열 특성을 안다는 것이다. 위성의 개발 시 다층박막단열재를 선택하는 것이 중요한 항목 중 하나이므로, 이하에서 설명하는 바와 같은 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치를 이용하여 지상에서 다층박막단열재의 열유속 전달계수를 계산할 수 있도록 할 것을 제안한다.
Knowing the heat flux transfer coefficient means knowing the insulation properties of the multilayer film insulation. Since the selection of the multilayer thin film insulation material in the development of the satellite is one of the important items, the heat transfer coefficient of the multilayer thin film insulation material on the ground can be calculated using the insulation testing apparatus of the multilayered thin film insulation material according to the present invention .

도 1은 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치를 나타낸다. Fig. 1 shows an apparatus for testing the insulation performance of a multilayer film insulation according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치(100)는, 열진공 챔버(110), 다층박막단열재(120), 알루미늄 패널(130), 조절히터(140), 온도센서(150), 지지대(160), 열분리재(170), 보상히터(180) 및 프로세서(190)를 포함한다. 1, an apparatus for testing insulation performance of a multilayer thin film insulation according to the present invention includes a thermal vacuum chamber 110, a multilayer thin film insulation 120, an aluminum panel 130, a regulated heater 140, A sensor 150, a support 160, a heat separator 170, a compensator heater 180 and a processor 190.

열진공 챔버(110)는 내부에서 대류현상이 발생하지 않도록 하기 위하여 진공 상태일 뿐만 아니라 우주에서와 동일한 저온 상태를 유지하며, 이하에서 설명될 모든 구성요소들이 내부에 설치된다. 물론 후술 할 프로세서(190)는 열진공 챔버(110)의 내부에 설치할 수도 있지만, 외부에 설치하는 실시 예도 가능할 것이다. The thermal vacuum chamber 110 maintains the same low temperature state as in space as well as in a vacuum state to prevent convection from occurring therein, and all components to be described below are installed therein. Of course, the processor 190 to be described later may be installed inside the thermal vacuum chamber 110, but it may be installed outside.

다층박막단열재(120)는 복사열을 차단하여 단열용으로 사용되는 복수의 박막으로 구성된다. 알루미늄 패널(130)은 다층박막단열재(120)의 하부에 설치되며 일정한 열 전달율을 가진다. 조절히터(140)는 알루미늄 패널(130)의 하부에 설치되고 일정한 양의 열을 생성한다. 온도센서(150)는 알루미늄 패널(130)의 하부에 복수개가 설치된다. The multilayer thin film thermal insulating material 120 is composed of a plurality of thin films used for heat insulation by blocking radiant heat. The aluminum panel 130 is installed at a lower portion of the multi-layered thermal insulation material 120 and has a constant heat transmission rate. The regulating heater 140 is installed under the aluminum panel 130 and generates a certain amount of heat. A plurality of temperature sensors 150 are installed under the aluminum panel 130.

지지대(160)는 알루미늄 패널(130)의 하부를 지지하며 복수 개 구비된다. 지지대(160)의 재질은 알루미늄 패널(130)의 재질과 동일하게 할 수도 있다. 열분리재(170)는 지지대(160)와 알루미늄 패널(130)의 접촉면에는 각각 설치되며, 지지대(160)와 알루미늄 패널(130) 사이의 열의 전달을 차단한다. 보상히터(180)는 알루미늄 패널(130)의 접촉면에 가장 가까운 곳의 지지대(160)에 설치되어, 생성한 열을 지지대(160)에 가해 지지대(160)의 온도와 알루미늄 패널(130)의 온도를 일치시켜, 접촉면에서의 열손실을 최소한으로 억제한다. The support base 160 supports a lower portion of the aluminum panel 130 and is provided with a plurality of supports. The material of the support base 160 may be the same as that of the aluminum panel 130. The heat dissipating member 170 is installed on the contact surfaces of the supporting table 160 and the aluminum panel 130 and blocks the transmission of heat between the supporting table 160 and the aluminum panel 130. The compensating heater 180 is installed on a supporting table 160 closest to the contact surface of the aluminum panel 130 and applies the generated heat to the supporting table 160 to heat the temperature of the supporting table 160 and the temperature of the aluminum panel 130 To minimize the heat loss at the contact surface.

프로세서(190)는 복수 개의 온도센서(150)에서 측정된 온도의 값들 및 조절히터(140)의 전력(Power)을 이용하여 알루미늄 패널(130)과 다층박막단열재(120) 사이의 열유속 계수를 계산한다. 복수의 온도센서(150)와 프로세서(190)는 유선 또는 무선으로 온도의 값들을 송수신하도록 설계할 수 있다.
The processor 190 calculates the heat flux coefficient between the aluminum panel 130 and the multi-layered thermal insulation material 120 using the values of the temperatures measured in the plurality of temperature sensors 150 and the power of the regulated heater 140 do. The plurality of temperature sensors 150 and the processor 190 may be designed to transmit and receive temperature values in a wired or wireless manner.

이하에서는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치를 이용하여 다층박막단열재의 단열성능을 시험하는 과정을 설명한다. Hereinafter, a process for testing the heat insulation performance of the multilayered film insulation using the apparatus for testing the insulation performance of the multilayered insulation according to the present invention shown in FIG. 1 will be described.

도 2는 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험방법을 나타낸다. 2 shows a method for testing the heat insulation performance of the multilayer thin film insulation according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험방법(200)은 조절히터의 온도조절단계(210), 보상히터의 온도조절단계(220), 측정단계(230) 및 계산단계(240)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a method 200 for testing insulation performance of a multilayer film insulation according to the present invention includes a temperature control step 210 of a regulating heater, a temperature control step 220 of a compensating heater, a measuring step 230, (240).

조절히터의 온도조절단계(210)는 온도 조절제어신호에 응답하여 조절히터(140)가 온도를 일정한 범위 내에서 가변 한다. 예를 들면 조절히터(140)의 온도를 -100℃ ~ 100℃ 사이에서 변화시켜가면서, 조절히터(140)의 전력과 알루미늄 패널(130)의 온도를 기록한다. The temperature control step 210 of the regulating heater changes the temperature of the regulating heater 140 within a certain range in response to the temperature regulating control signal. For example, the power of the regulated heater 140 and the temperature of the aluminum panel 130 are recorded while the temperature of the regulated heater 140 is changed between -100 ° C and 100 ° C.

보상히터의 온도조절단계(220)는 보상히터(180)의 온도를 조절하여 복수의 지지대(160)의 온도를 알루미늄 패널(130)의 온도와 일치시킨다. The temperature adjustment step 220 of the compensation heater adjusts the temperature of the compensation heater 180 to match the temperature of the plurality of supports 160 with the temperature of the aluminum panel 130.

측정단계(230)는 조절히터(140)의 전력 및 복수의 온도센서(150)의 온도를 측정한다. 온도센서(150)가 알루미늄 패널(130)의 온도를 측정하며 조절히터(140)의 전력은 큰 어려움 없이 측정이 가능하므로, 여기서는 측정 방법이나 수단에 대해 자세하게 언급하지 않는다. The measuring step 230 measures the power of the regulating heater 140 and the temperature of the plurality of temperature sensors 150. Since the temperature sensor 150 measures the temperature of the aluminum panel 130 and the power of the regulated heater 140 can be measured without much difficulty, the measurement method and means are not described in detail here.

계산단계(240)는 조절히터(140)의 전력 및 복수의 온도센서(150)에서 측정된 온도를 이용하여 열유속 계수를 계산한다. The calculation step 240 calculates the heat flux coefficient using the power of the regulating heater 140 and the temperature measured at the plurality of temperature sensors 150. [

여기서 온도 조절제어신호의 생성 및 계산단계(240)는 프로세서(190)에서 수행된다.
Where the generation and calculation of the temperature control signal 240 is performed in the processor 190. [

이하에서는 조절히터(140)의 전력 및 복수의 온도센서(150)에서 측정된 온도를 이용하여 열유속 계수를 계산하는 과정을 설명한다. Hereinafter, the process of calculating the heat flux coefficient using the power of the regulated heater 140 and the temperatures measured by the plurality of temperature sensors 150 will be described.

도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 다층박막단열재의 단열성능 시험장치의 일부분을 확대한 것이다. 3 is an enlarged view of a part of the apparatus for testing the insulation performance of the multilayer thin film insulation according to the present invention shown in FIG.

도 3을 참조하면, 조절히터(140)를 기준으로 오른쪽 방향으로 3개의 온도센서(S1, S2, S3)가 배열되어 있다. 상술한 바와 같이 알루미늄 패널(130)의 열전도율은 알고 있으므로, 조절히터(140)에서 생성된 열에 의한 열의 전도율은 예상할 수 있다. Referring to FIG. 3, three temperature sensors S1, S2, and S3 are arranged in the right direction with respect to the regulated heater 140. As shown in FIG. Since the thermal conductivity of the aluminum panel 130 is known as described above, the conductivity of heat due to the heat generated by the regulated heater 140 can be expected.

알루미늄 패널(130)이 진공상태의 챔버(110)에 독자적으로 존재할 경우, 알루미늄 패널(130)과 챔버(110)와는 복사에 의한 열교환 성분 만이 존재할 것이고, 이는 따로 측정이 가능할 것이다. 특히 본 발명에서 사용하는 알루미늄 패널(130)은 적외선 방사율이 낮아 복사에 의한 열교환 성분을 최소한으로 하게 되므로, 열유속 계수의 값을 상대적으로 정확하게 예측할 수 있다. If the aluminum panel 130 is present independently in the chamber 110 in a vacuum state, only the heat exchange component due to radiation will exist between the aluminum panel 130 and the chamber 110, which can be separately measured. In particular, since the aluminum panel 130 used in the present invention has a low infrared emissivity, the heat exchange component due to radiation is minimized, so that the value of the heat flux coefficient can be predicted relatively accurately.

알루미늄 패널(130)의 열손실이 없다고 가정하면, 이미 알고 있는 알루미늄 패널(130)의 열전도율과 3개의 온도센서(S1, S2, S3)들의 간격들(d1, d2, d3)을 감안하면, 3개의 온도센서들(S1, S2, S3)에서 측정되는 온도의 값은 쉽게 예상할 수 있을 것이다.  Considering the heat conductivity of the aluminum panel 130 and the intervals d1, d2 and d3 of the three temperature sensors S1, S2 and S3, which are already known, assuming that there is no heat loss of the aluminum panel 130, The temperature values measured at the temperature sensors S1, S2 and S3 will be easily predicted.

그러나, 알루미늄 패널(130)은 다층박막단열재(120)로 열의 흐름이 있을 수 밖에 없으며, 따라서 각각의 온도센서(S1, S2, S3)에서 측정된 온도의 값들은 다층박막단열재(120)로 흐른 열량이 반영되게 된다. However, the aluminum panel 130 must have a flow of heat through the multilayer film insulation 120 so that the values of the temperature measured at each of the temperature sensors S1, S2, S3 flow into the multilayer film insulation 120 Calories are reflected.

프로세서(190)는 수학식 1, 조절히터(140)의 전력(Q), 온도센서(S1, S2, S3)에서 측정된 온도의 값 및 예상 온도값들을 이용하여 알루미늄 패널(130)과 다층박막단열재(120) 사이의 열유속 계수(C)를 구할 수 있게 된다.
The processor 190 calculates the temperature of the aluminum panel 130 and the thickness of the multilayer thin film 130 by using Equation 1, the power Q of the regulated heater 140, the value of the temperature measured at the temperature sensors S1, S2 and S3, The heat flux coefficient C between the heat insulating materials 120 can be obtained.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

110: 열진공 챔버 120: 다층박막단열재
130: 알루미늄 패널 140: 조절히터
150: 온도센서 160: 지지대
170: 열분리재 180: 보상히터
190: 프로세서 110: thermal vacuum chamber 120: multilayer film insulation
130: aluminum panel 140: adjustable heater
150: Temperature sensor 160: Support
170: heat separating member 180: compensating heater
190: Processor

Claims (10)

복사열을 차단하여 단열용으로 사용되며 복수의 박막으로 구성된 다층박막단열재;
상기 다층박막단열재의 하부에 설치되며 일정한 열 전달율을 가지는 알루미늄 패널;
상기 알루미늄 패널의 하부에 설치되고 일정한 양의 열을 생성하는 조절히터;
상기 알루미늄 패널의 하부에 설치된 복수의 온도센서;를 포함하며,
상기 다층박막단열재, 상기 알루미늄 패널, 상기 조절히터 및 상기 복수의 온도센서는 진공인 내부의 온도가 시험하고자 하는 우주의 온도와 동일한 저온 상태인 열진공 챔버에 설치되는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치. Multilayer thin film insulation which is used for insulation by blocking radiant heat and composed of a plurality of thin films;
An aluminum panel installed at a lower portion of the multilayer thin film thermal insulator and having a constant heat transmission rate;
A regulating heater installed at a lower portion of the aluminum panel and generating a predetermined amount of heat;
And a plurality of temperature sensors provided at a lower portion of the aluminum panel,
Wherein the multilayer film insulation, the aluminum panel, the regulated heater and the plurality of temperature sensors are installed in a thermal vacuum chamber in which the temperature inside the vacuum chamber is in a low temperature state equal to the temperature of the space to be tested. Insulation performance test equipment. 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 온도센서에서 측정된 온도의 값들 및 상기 조절히터의 전력을 이용하여 상기 알루미늄 패널과 상기 다층박막단열재 사이의 열유속 계수를 계산하는 프로세서;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치. The method according to claim 1,
A processor for calculating a heat flux coefficient between the aluminum panel and the multilayer thin film insulation using values of the temperature measured at the plurality of temperature sensors and power of the regulation heater;
Wherein the heat insulating performance of the multilayer thin film heat insulating material is further improved. 제2항에 있어서,
상기 알루미늄 패널의 하부를 지지하는 복수의 지지대;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치. 3. The method of claim 2,
And a plurality of supports for supporting a lower portion of the aluminum panel. 제3항에 있어서,
상기 지지대의 재질은 상기 알루미늄 패널의 재질과 동일한 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치. The method of claim 3,
Wherein the material of the support is the same as the material of the aluminum panel. 제4항에 있어서,
상기 복수의 지지대와 상기 알루미늄 패널의 접촉면에는 각각 분리재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치. 5. The method of claim 4,
And a separating material is provided on the contact surfaces of the plurality of supports and the aluminum panel. 제5항에 있어서,
상기 알루미늄 패널의 접촉면에 가장 가까운 곳의 상기 복수의 지지대에는 일정한 열을 생성하는 보상히터가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of supports nearest to the contact surface of the aluminum panel are further provided with a compensating heater for generating a constant heat. 제6항에 있어서,
상기 복수의 온도센서와 상기 프로세서는 유선 또는 무선으로 온도의 값들을 송수신하는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험장치.
The method according to claim 6,
Wherein the plurality of temperature sensors and the processor transmit and receive temperature values in a wired or wireless manner.
제7항에 기재된 단열성능 시험장치를 이용하여 상기 알루미늄 패널과 상기 다층박막단열재 사이의 열유속 계수를 측정하는 다층박막단열재의 단열성능 시험방법에 있어서,
온도 조절제어신호에 응답하여 상기 조절히터가 온도를 일정한 범위 내에서 가변 하는 조절히터의 온도조절단계;
상기 조절히터의 전력 및 상기 복수의 온도센서의 온도를 측정하는 측정단계; 및
상기 조절히터의 전력 및 상기 복수의 온도센서의 온도를 이용하여 열유속 계수를 계산하는 계산단계;를 포함하며,
상기 온도 조절제어신호의 생성 및 상기 계산단계는 상기 프로세서에서 수행되는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험방법. A method for testing a heat insulating performance of a multilayer thin film thermal insulator for measuring a heat flux coefficient between the aluminum panel and the multilayer thin film thermal insulating material using the adiabatic performance testing apparatus according to claim 7,
Adjusting the temperature of the regulating heater in which the regulating heater varies the temperature within a predetermined range in response to the temperature regulating control signal;
Measuring a power of the regulated heater and a temperature of the plurality of temperature sensors; And
And calculating a heat flux coefficient using the power of the regulating heater and the temperature of the plurality of temperature sensors,
Wherein the generation and the calculation of the temperature control signal are performed in the processor. 제8항에 있어서, 상기 조절히터의 온도가 가변 되는 일정한 범위는,
-100℃ ~ 100℃ 사이인 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험방법. 9. The method according to claim 8, wherein a constant range in which the temperature of the regulating heater is variable,
And the temperature is between -100 ° C and 100 ° C. 제9항에 있어서,
상기 보상히터의 온도를 조절하여 상기 복수의 지지대의 온도를 알루미늄 패널의 온도와 일치시키는 보상히터의 온도조절단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층박막단열재의 단열성능 시험방법.
10. The method of claim 9,
And adjusting the temperature of the compensating heater to match the temperature of the plurality of supports with the temperature of the aluminum panel.
KR1020130158088A 2013-12-18 2013-12-18 Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation KR20150071270A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130158088A KR20150071270A (en) 2013-12-18 2013-12-18 Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130158088A KR20150071270A (en) 2013-12-18 2013-12-18 Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150071270A true KR20150071270A (en) 2015-06-26

Family

ID=53517591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130158088A KR20150071270A (en) 2013-12-18 2013-12-18 Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150071270A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5192469B2 (en) Electronic equipment cooling structure
US9933311B2 (en) Blackbody function
US10060803B2 (en) MEMS internal temperature sensor having thin film thermopile
US10247685B2 (en) High-temperature structure for measuring properties of curved thermoelectric device, and system and method for measuring properties of curved thermoelectric device using the same
Ahrenberg et al. Differential alternating current chip calorimeter for in situ investigation of vapor-deposited thin films
JP2013531248A (en) Infrared temperature measurement and stabilization
US7318671B1 (en) Heat-flux based emissivity/absorptivity measurement
US11796399B2 (en) Multiple sample differential scanning calorimeter
JP2006145446A (en) Thermal conductivity measuring device and method
TW200404155A (en) An improved temperature regulator for use with a pressure sensing device
US11454599B2 (en) Thermal conductivity measuring device, heating device, thermal conductivity measuring method, and quality assurance method
KR101401275B1 (en) Contactless temperature measuring apparatus and contactless temperature measuring method
KR100881713B1 (en) Vacuum-packed black body source package
Oh et al. Numerical study on the thermal design of on-board blackbody
Lee et al. Dual temperature sensors with different emissivities in radiosondes for the compensation of solar irradiation effects with varying air pressure
KR20150071270A (en) Test device and test method for heat insulation property of the multi-layer insulation
Kralik et al. Device for measurement of thermal emissivity at cryogenic temperatures
Fixsen et al. Compact radiometric microwave calibrator
KR102257190B1 (en) Thermal conductivity measurement system and thermal conductivity measurement method thereof
Bower et al. A method for the temperature calibration of an infrared camera using water as a radiative source
Woods et al. Broadband emissivity calibration of highly reflective samples at cryogenic temperatures
KR20120073661A (en) Measurement device of radiation heat flux at vacuum condition
Oh et al. On-Orbit Performance Prediction of Black Body Based on Functional Test Results under Ambient Condition
JP6226185B2 (en) Apparatus and method for determining the internal state of an evaporation tube
Nádasi et al. Conceptual studies for the management of thermal properties of ITER bolometer cameras

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application