KR20150142460A

KR20150142460A - 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치 및 이를 포함하는 화재예방 시스템

Info

Publication number: KR20150142460A
Application number: KR1020140071379A
Authority: KR
Inventors: 한승우; 박현성; 우창수
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2015-12-22
Also published as: KR101605828B1

Abstract

본 발명은 열전소자의 자가발전을 이용한 무전원 온도측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전소자의 일부를 온도측정부로 구성하고, 나머지부는 온도측정대상의 열을 이용하여 발전하는 발전부로 구성하여 발전부의 전기를 온도측정부에 공급하는 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치 및 이를 포함하는 화재예방 시스템에 관한 것이다.

Description

열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치 및 이를 포함하는 화재예방 시스템{Non-electric Temperature Sensor using Thermoelectric Element and Fire Preventive System using the Same}

온도측정 장치는 피대상물의 온도를 측정하기 위한 장치로, 크게 열전식과 저항식으로 구분된다.

열전식 온도측정 장치는 제벡 효과를 이용하여 서로 다른 2종류의 금속선의 한쪽을 접합시켜 열을 가할 경우 발생되는 열기전력을 이용한 온도측정 장치를 말한다. 금속은 그 종류에 따라서 자유전자의 밀도가 다르고 고온이 될수록 그 밀도는 증가하며, 자유전자의 밀도가 다른 2종의 금속을 접촉시키면 자유전자는 그 밀도가 큰 측으로부터 작은 측으로 확산이 일어나고 그 역의 방향으로 전류가 발생한다. 이 전류를 접촉전류라 하고 이에 따라 양 금속 간 발생되는 전위차를 측정하여 온도를 산출하는 것이다.

저항식 온도측정 장치는 백금, 동, 니켈 등으로 만든 측온 저항소자로 온도에 따라 변화되는 전기저항을 브리지 회로를 통해 측정하는 장치를 말한다. 도체에 있어서의 전기저항은 온도에 따라 변화하게 되며 저항식 온도측정 장치는 이러한 성질을 이용하여 단위온도 변화당 저항 변화분을 알고 미지의 온도에 대응된 저항 변화만을 측정하여 미지의 온도를 측정하는 온도 측정방식을 사용한다.

상술된 온도측정 장치는 전원을 필요로 하기 때문에 배터리를 내장하거나, 케이블을 이용해 전원을 공급받는 방식으로 동작한다. 따라서 배터리를 사용하는 온도측정 장치의 경우 배터리 방전 시 배터리를 충전하거나 교환해야하는 번거로움이 있으며, 전원케이블을 이용할 경우 작동 반경이 제한적이며, 부피가 커지는 단점이 있다.

종래에는 이를 개선하기 위해 온도차에 의해 기전력이 발생하는 제벡 효과를 이용하여 배터리 또는 별도의 전원공급 없이 자가발전을 이용해 온도계를 동작시킨 기술이 공지된 바 있다.

종래의 자가발전 온도측정 장치는 열전 변환 소자를 이용한 자가발전부와 온도측정을 위한 온도측정부가 각각 별개로 구성되기 때문에 부피가 증가하며, 상술된 통상의 온도측정 장치의 경우 정밀한 온도 측정에는 적용이 불가능한 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제10-2010-0071349호(2010.06.29.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 온도측정대상의 열을 이용하여 발전하는 열전소자의 일부를 온도 센서로 구성하여 전원을 필요로 하는 온도 센서와 발전부를 일체로 구성한 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치를 제공함에 있다.

열전소자의 구성요소인 P타입 반도체 및 N타입 반도체와 동일한 재질로 온도측정부를 구성하여 측정 정밀도를 향상시킨 무전원 온도측정 장치를 제공함에 있다.

아울러 화재 발생 가능성이 있는 도구에 부착하여 급격한 온도 변화를 감지하고 이를 사용자에게 알려 화재 발생을 예방하게 되는 화재예방 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 무전원 온도측정 장치는, 일면이 온도측정대상에 맞닿는 기판; 상기 기판의 타면에 다수 개가 이격 배치되며, 온도측정대상으로부터 열을 공급받아 전기를 생산하는 발전반도체부; 상기 기판의 타면에 다수 개가 이격 배치되며, 온도측정대상의 온도를 측정하는 측정반도체부; 및 상기 반도체의 타측에 배치되는 방열부; 를 포함하며, 상기 발전반도체부는 생산된 전기를 상기 측정반도체부에 공급하고, 상기 측정반도체부는 상기 기판에 연결된 제1 측정부와, 상기 방열부에 연결된 제2 측정부로 구성되되, 상기 제1 측정부의 타단과, 상기 제2 측정부의 일단은 일정거리 이격 배치된다.

이때, 상기 발전반도체부는, 복수 개의 제1 N타입 반도체와 복수 개의 제1 P타입 반도체로 구성되며, 상기 측정반도체부는, 제2 N타입 반도체와 제2 P타입 반도체가 한 쌍으로 구성되되, 일단부에는, 상기 제1 측정부를 구성하도록 일측 N타입 반도체와 일측 P타입 반도체가 구비되며, 타단부에는, 상기 제2 측정부를 구성하도록 타측 N타입 반도체와 타측 P타입 반도체가 구비된다.

또한, 상기 제1 측정부는, 상기 일측 N타입 반도체와 상기 일측 P타입 반도체의 일단을 전기적으로 연결하는 제1 금속판의 일면에 제1 온도측정면이 형성되며, 상기 제2 측정부는, 상기 타측 N타입 반도체와 상기 타측 P타입 반도체의 타단을 전기적으로 연결하는 제2 금속판의 일면에 제2 온도측정면이 형성된다.

또한, 제1 N타입 반도체와 제2 N타입 반도체는 서로 동일한 재질로 이루어지고, 제1 P타입 반도체와 제2 P타입 반도체도 서로 동일한 재질로 이루어진다.

또한, 상기 제1 및 제2 N타입 반도체는, 비스무트(Bi)와 테룰라이드(Te)의 혼합물 또는 비스무트 테룰라이드(Bi2Te3)이고, 상기 제1 및 제2 P타입 반도체는, 비스무트(Bi), 안티모니(Sb) 및 테룰라이드(Te) 중 선택되는 두 개 이상의 혼합물 또는 안티모니 테룰라이드(Sb2Te3)이다.

아울러, 상기 제1 측정부와, 상기 제2 측정부는, 상기 한 쌍의 N타입 반도체와 P타입 반도체의 중심부를 각각 절단하여 형성된다.

본 발명의 화재예방 시스템은, 상술된 무전원 온도측정 장치; 사용자에게 시각적 또는 청각적으로 화재 위험을 알리는 알람부; 및 상기 온도측정 장치를 통해 감지된 온도가 일정 온도 이상일 경우 알람부를 동작시키는 제어부; 를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 무전원 온도측정 장치의 발전반도체부에서 전원을 공급받는다.

이때, 상기 화재예방 시스템은, 상기 제어부의 동작신호를 상기 알람에 무선으로 전달하는 무선송신부; 를 포함하며, 무선송신부는, 상기 무전원 온도측정 장치의 발전반도체부에서 전원을 공급받는다.

아울러, 상기 무전원 온도측정 장치는, 열원을 공급받는 주방용품에 설치된다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 무전원 온도측정 장치는 열전소자의 일부를 이용하여 온도를 측정하며, 나머지부를 이용하여 전기를 생산하고, 생산된 전기를 온도 측정을 위한 전원으로 사용하기 때문에 배터리 교체가 불필요하여 작업성이 향상되고, 별도의 전원공급 장치가 필요치 않아 부피가 줄어든 장점이 있다.

또한, 온도측정부와 발전부를 일체로 구성하여 기존의 자가발전식 온도측정 장치에 비해 구성이 간소화되고, 부피가 더욱 줄어든 장점이 있다.

또한, 열전소자의 P형 반도체와 N형 반도체를 이용해 온도측정부를 구성하여 통상의 온도측정 장치에 비해 측정 정밀도를 향상시킨 장점이 있다.

아울러, 화재 발생 가능성이 있는 도구가 연소하여 연기가 발생하기 전에 이를 감지하여 사용자에게 알리도록 하여 화재예방 및 도구의 손상을 방지한 효과가 있다.

도 1은 통상의 열전소자 개략단면도
도 2는 본 발명의 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치 개략단면도
도 3은 본 발명의 무전원 온도측정 장치 블록도
도 4는 본 발명의 무전원 온도측정 장치를 포함하는 화재예방 시스템 블록도

본 발명의 열전소자를 이용한 무전원 온도측장장치를 설명하기에 앞서 열전소자의 기본 구성에 대하여 간단히 설명하기로 한다.

도 1에는 통상의 열전소자(10)의 개략단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 열전소자(10)는 제1 기판(1), 반도체부(2), 전극(3), 제2 기판(4) 및 방열부(5)를 포함하여 이루어진다. 제1 기판(1)은 판상으로 열원(H)에 부착되며, 제2 기판(4)은 판상으로 제1 기판(1)의 상측에 일정거리 이격 배치된다. 제1 기판(1)과 제2 기판(4) 사이에는, 반도체부(2)가 상하 길이방향을 따라 형성되고, 복수 개가 이격 배치된다. 반도체부(2)는 제1 기판(1)과 제2 기판(4)의 온도 차에 따라 전기를 발생하거나, 전류를 통해 제1 기판(1) 또는 제2 기판(4)을 발열시키기 위한 P형 반도체와 N형 반도체가 교번 배치된다. 전극(3)은 P형 반도체와 N형 반도체가 서로 교번되어 직렬로 연결되도록 P형 반도체와 N형 반도체를 전기적으로 연결한다. 방열부(5)는 제2 기판(4)의 온도를 낮추기 위해 표면적(방열면적)을 넓힌 통상의 공랭식 방열부로 구성된다.

상기와 같은 구성에 의해 대기보다 높은 온도를 갖는 열원(H)에 열전소자(10)를 부착하면, 열원(H)에 맞닿는 제1 기판(1)과, 방열부(5)에 맞닿는 제2 기판(4)의 온도차에 의해 반도체부(2)가 발전하며, 전극(3)을 통해 발전된 전기를 전달하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 열전소자의 발전성능을 이용해 발전부를 구성하며, 열전소자의 제백효과를 이용해 온도측정부를 구성하고, 온도측정대상으로부터 열을 공급받아 발전하여 발생된 전원을 온도측정부에 공급하여 별도의 전원 공급수단 없이 온도 측정이 가능한 무전원 온도 측정 센서를 제공하고자 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치(1000, 이하 '온도측정 장치')의 개략단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 온도측정 장치(1000)는 제1 기판(100), 발전반도체부(200), 측정반도체부(300), 제2 기판(400) 및 방열부(500)를 포함하여 구성된다.

편의상 도면상의 하측, 즉 온도측정대상(S)이 배치되는 측을 일측, 도면상의 상측, 즉 방열부(500)가 배치되는 측을 타측으로 정의하여 설명한다.

제1 기판(100)은 판상으로 일면이 온도측정대상(S)에 부착되도록 구성된다. 제1 기판(100)은 통상의 열전소자에 사용되는 기판이 적용될 수 있다. 즉 제1 기판(100)을 통해 온도측정대상(S)의 열이 발전반도체부(200), 측정반도체부(300)에 전달되도록 구성된다.

제2 기판(400)은 판상으로 제1 기판(100)의 타면에서 타측으로 일정거리 이격 배치된다. 제2 기판(400)은 통상의 열전소자에 사용되는 기판이 적용될 수 있다. 제2 기판(400)의 타면에는 방열부(500)가 배치되어 제2 기판(400)으로 전달되는 열을 방열부(500)를 통해 냉각시키기 위해 구성된다.

발전반도체부(200)는 제1 기판(100)과 제2 기판(400)의 온도차에 의해 발전하기 위한 구성으로 제1 N형 반도체(210)와 제1 P형 반도체(220) 및 제1 전극(230)을 포함하여 구성된다.

제1 N형 반도체(210)는 제1 기판(100)과 제2 기판(400)의 이격 방향을 길이 방향으로 하여 일단이 제1 기판(100)에 연결되고, 타단이 제2 기판(400)에 연결된다. 제1 N형 반도체(210)는 복수 개가 제1 기판(100)의 면 방향을 따라 일정거리 이격 배치될 수 있다. 제1 N형 반도체(210)는 비스무트(Bismuth)와, 테룰라이드(Telluride)의 혼합물 또는, 비스무트 테룰라이드(Bi2Te3, Bismuth telluride)가 적용될 수 있다.

제1 P형 반도체(220)는 제1 기판(100)과 제2 기판(400)의 이격 방향을 길이 방향으로 하여 일단이 제1 기판(100)에 연결되고, 타단이 제2 기판(400)에 연결된다. 제1 P형 반도체(220)는 복수 개가 제1 기판(100)의 면 방향을 따라 일정거리 이격 배치될 수 있다. 제1 P형 반도체(220)는 제1 N형 반도체(210)와의 전기적 연결 편의성을 위해 제1 N형 반도체(210)와 교번 배치되도록 구성될 수 있다.

제1 P형 반도체(220)는 비스무트(Bismuth)와, 안티모니(Antimony)와, 테룰라이드(Telluride) 중 선택되는 두 개 이상의 혼합물 또는 안티모니 테룰라이드(Sb2Te3)가 적용될 수 있다.

전극(230)은 복수 개의 제1 N형 반도체(210)와 복수 개의 제1 P형 반도체(220)가 교번되어 직렬로 연결시키기 위한 구성으로 제1 기판(100)과, 발전반도체부(200) 사이 및 제2 기판(400)과 발전반도체부(200) 사이에 복수 개가 배치되며, 제1 N형 반도체(210)와 제1 P형 반도체(220)에 전기적으로 연결된다.

상기와 같은 구성을 통해 온도측정대상(S)에 제1 기판(100)이 부착되면, 온도측정대상(S)과, 제2 기판(400)의 온도차에 의해 발전반도체부(200)가 발전한다.

측정반도체부(300)는 제1 기판(100)의 온도 및 제2 기판(400)의 온도를 측정하기 위한 구성으로, 제2 N형 반도체(311, 321) 및 제2 P형 반도체(312, 322)를 포함한다. 측정반도체부(300)의 온도를 측정하는 원리에 대하여 간단히 설명하면, 제2 N형 반도체(311, 321)와 제2 P형 반도체(312, 322)의 접합부에 온도측정면을 형성하고, 온도측정면과, 대기와의 온도차에 의해 제2 N형 반도체(311, 321)와 제2 P형 반도체(312, 322)에서 발생되는 전압을 측정하여 온도측정면의 온도를 산출하게 된다. 이를 구현하기 위한 측정반도체부(300)의 세부 구성은 다음과 같다.

제2 N형 반도체(311, 321)는 제1 기판(100)과 제2 기판(400)의 이격 방향을 길이 방향으로 하여 일단이 제1 기판(100)에 연결되고, 타단이 제2 기판(400)에 연결된다. 제2 N형 반도체(311, 321)는 일단이 제1 기판(100)에 연결되는 일측 N형 반도체(311)와, 타단이 제2 기판(400)에 연결되는 타측 N형 반도체(321)로 구성되며, 일측 N형 반도체(311)의 타단과, 타측 N형 반도체(321)의 일단은 일정거리 이격 배치된다. 상술된 구성을 구현하기 위해 제2 N형 반도체(311, 321)의 중심을 절단하여 구성할 수 있다. 따라서 일측 N형 반도체(311)의 일단에서는 제1 기판(100)의 온도를 감지하고, 타단에서는 대기의 온도를 감지하게 된다. 또한, 타측 N형 반도체(321)의 일단에서는 대기의 온도를 감지하며, 타단에서는 제2 기판(400)의 온도를 감지하게 된다.

제2 N형 반도체(311, 321)는 제1 N형 반도체(210)와 동일한 재질로 구성하여 제조상의 편의성을 증대시켰다. 따라서 제2 N형 반도체(311, 321)는 비스무트(Bismuth)와, 테룰라이드(Telluride)의 혼합물 또는, 비스무트 테룰라이드(Bi2Te3, Bismuth telluride)가 적용될 수 있다.

제2 P형 반도체(312, 322)는 제1 기판(100)과 제2 기판(400)의 이격 방향을 길이 방향으로 하여 일단이 제1 기판(100)에 연결되고, 타단이 제2 기판(400)에 연결된다. 제2 P형 반도체(312, 322)는 제2 N형 반도체(311, 321)와 근접 배치된다. 제2 P형 반도체(312, 322)는 일단이 제1 기판(100)에 연결되는 일측 P형 반도체(312)와, 타단이 제2 기판(400)에 연결되는 타측 P형 반도체(322)로 구성되며, 일측 P형 반도체(312)의 타단과, 타측 P형 반도체(322)의 일단은 일정거리 이격 배치된다. 상술된 구성을 구현하기 위해 제2 P형 반도체(312, 322)의 중심을 절단하여 구성할 수 있다. 따라서 일측 P형 반도체(312)의 일단에서는 제1 기판(100)의 온도를 감지하고, 타단에서는 대기의 온도를 감지하게 된다. 또한, 타측 P형 반도체(322)의 일단에서는 대기의 온도를 감지하며, 타단에서는 제2 기판(400)의 온도를 감지하게 된다.

제2 P형 반도체(312, 322)는 제1 P형 반도체(220)와 동일한 재질로 구성하여 제조상의 편의성을 증대시켰다. 따라서 제2 P형 반도체(311, 321)는 비스무트(Bismuth)와, 안티모니(Antimony)와, 테룰라이드(Telluride) 중 선택되는 두 개 이상의 혼합물 또는 안티모니 테룰라이드(Sb2Te3)가 적용될 수 있다.

측정반도체부(300)는 제1 기판(100)에 맞닿는 온도측정수단(S)의 온도를 측정하기 위해 일측 N형 반도체(311)와 일측 P형 반도체(312)를 연결하는, 제1 금속판(315)이 제1 기판(100)과 측정반도체부(300) 사이에 배치되며, 제1 금속판(315)의 일면에 제1 온도측정면이 형성된다.

상기와 같은 구성을 통해 온도측정수단(S)의 온도를 측정하기 위한 제1 측정부(310)는 일측 N형 반도체(311), 일측 P형 반도체(312) 및 제1 금속판(315)으로 구성된다.

또한, 측정반도체부(300)는 제2 기판(400)의 온도를 측정하기 위해 타측 N형 반도체(321)와 타측 P형 반도체(322)를 연결하는, 제2 금속판(325)이 제2 기판(400)과 측정반도체부(300) 사이에 배치되며, 제2 금속판(325)의 타면에 제2 온도측정면이 형성된다.

상기와 같은 구성을 통해 본 발명은 온도측정수단(S)의 온도뿐만 아니라, 방열부(500)와 맞닿는 제2 기판(400)의 온도까지 측정이 가능하며, 온도측정수단(S)과 방열부(500)의 온도차를 확인할 수 있는 장점이 있다.

제2 기판(400)의 온도를 측정하기 위한 제2 측정부(320)는 타측 N형 반도체(321), 타측 P형 반도체(322) 및 제2 금속판(325)으로 구성된다.

방열부(500)는 제2 기판(400)의 열을 신속하게 대기와 열교환하도록 하여 제2 기판(400)을 냉각시키기 위한 구성으로 일면이 제2 기판(400)에 맞닿도록 구성되며, 타면에는 표면적(방열면적)을 넓이기 위한 냉각핀(510)이 다수 개 형성될 수 있다. 본 실시 예에는 방열부(500)가 자연 대류식으로 구성되어 있으나, 전기모터에 의해 구동하는 팬을 구비하여 강제 대류식으로 구성될 수도 있다. 전기 모터에 공급되는 전원은 발전반도체부(200)에서 전달받을 수 있다.

도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 온도측정 장치(1000)의 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 온도측정 장치(1000)는 열전소자를 기본 베이스로 하여 구성되며, 열전소자의 일부에는 발전을 위한 발전반도체부(200)를 구성하고, 일부에는 온도 측정을 위한 측정반도체부(300)를 구성하였다. 발전반도체부(200)는 온도측정대상의 열을 이용하여 발전하며, 측정반도체부(300)는 발전반도체부(200)에서 발전된 전기(E)를 공급받아 온도측정대상의 온도를 측정하게 된다.

도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 온도측정 장치(1000)를 이용한 화재예방 시스템(2000)의 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 화재예방 시스템(2000)은 발전부(200)와 온도측정부(300)를 포함하는 온도측정 장치(1000)와, 제어부(600), 무선송신부(700) 및 알람(800)을 포함하여 이루어진다.

발전부(200)와 온도측정부(300)를 포함하는 온도측정 장치(1000)의 세부 구성은 상술된 본 발명의 일실시 예에 따른 온도측정 장치(1000)에 상세히 기재되어 있으므로 생략하며, 온도측정 장치(1000)는 열원(S)에 부착되어 열원(S)의 온도 변화를 감지하게 된다. 열원(S)은 화재 발생 위험이 있는 다양한 물품이 적용될 수 있으며, 일예로 주방에서 사용되는 주방기기 등이 적용될 수 있다. 본 발명의 화재예방 시스템(2000)에 적용되는 온도측정 장치(1000)는 온도 측정을 위한 별도의 전원 공급 수단 일예로 전원코드나, 배터리가 필요하지 않기 때문에 이동이 자유롭고 부피가 작은 장점이 있다. 따라서 주방기기에 간단히 부착하여 간편하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

제어부(600)는 온도측정 장치(1000)에서 감지된 온도가 일정 수치 예를 들어 화재 발생 위험이 있는 온도 이상일 경우 이를 알람부(800)에 전달하여 알람부(800)를 동작시키도록 구성된다. 이때 제어부(600)의 동작에 필요한 전원(E)은 발전부(200)에서 공급되도록 구성된다.

무선송신부(700)는 알람부(800)가 이격 배치될 경우 제어부(600)의 동작 신호를 무선으로 알람부(800)에 전달하기 위한 구성으로 통상의 무선 모듈 또는 블루투스 모듈 등이 적용될 수 있으며, 무선송신부(700)에 필요한 전원(E) 역시 발전부(200)에서 공급되도록 구성된다.

알람부(800)는 제어부(600)에서 동작 신호가 수신될 경우 이를 시각적 또는 청각적으로 사용자에게 알리기 위해 구성된다. 알람부(800)는 사용자가 열원(S)에서 멀어진 상태에서도 알람부(800)의 동작 인지가 용이하도록 온도측정 장치(1000)와 이격 배치되며, 무선송신부(700)의 무선 신호를 전달받을 수 있도록 무선 수신 모듈이 구비될 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 일실시 예에 따른 화재예방 시스템(2000)은 종래의 열원이 연소되어 발생되는 연기를 감지하는 화재 경보 시스템에 비해 열원이 연소되기 전에 화재 발생 위험을 감지하기 때문에 화재의 예방은 물론 열원의 연소에 따른 손실까지 방지하는 일석이조의 효과가 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

1000 : 온도측정 장치
100 : 제1 기판
200 : 발전반도체부 210 : 제1 N형 반도체
220 : 제1 P형 반도체 230 : 전극
300 : 측정반도체부 310 : 제1 측정부
311 : 하측 N형 반도체 312 : 하측 P형 반도체
315 : 제1 금속판 320 : 제2 측정부
321 : 상측 N형 반도체 322 : 상측 N형 반도체
325 : 제2 금속판
400 : 제2 기판
500 : 방열부
2000 : 화재예방 시스템
600 : 제어부
700 : 무선부
800 : 알람부
S : 온도측정대상 E : 전원

Claims

일면이 온도측정대상에 맞닿는 기판;
상기 기판의 타면에 다수 개가 이격 배치되며, 온도측정대상으로부터 열을 공급받아 전기를 생산하는 발전반도체부;
상기 기판의 타면에 다수 개가 이격 배치되며, 온도측정대상의 온도를 측정하는 측정반도체부; 및
상기 반도체의 타측에 배치되는 방열부; 를 포함하며,
상기 발전반도체부는 생산된 전기를 상기 측정반도체부에 공급하고,
상기 측정반도체부는 상기 기판에 연결된 제1 측정부와, 상기 방열부에 연결된 제2 측정부로 구성되되, 상기 제1 측정부의 타단과, 상기 제2 측정부의 일단은 일정거리 이격 배치되는 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치.
제 1항에 있어서,
상기 발전반도체부는,
복수 개의 제1 N타입 반도체와 복수 개의 제1 P타입 반도체로 구성되며,
상기 측정반도체부는,
제2 N타입 반도체와 제2 P타입 반도체가 한 쌍으로 구성되되,
일단부에는, 상기 제1 측정부를 구성하도록 일측 N타입 반도체와 일측 P타입 반도체가 구비되며, 타단부에는, 상기 제2 측정부를 구성하도록 타측 N타입 반도체와 타측 P타입 반도체가 구비되는, 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제1 측정부는,
상기 일측 N타입 반도체와 상기 일측 P타입 반도체의 일단을 전기적으로 연결하는 제1 금속판의 일면에 제1 온도측정면이 형성되며,
상기 제2 측정부는,
상기 타측 N타입 반도체와 상기 타측 P타입 반도체의 타단을 전기적으로 연결하는 제2 금속판의 일면에 제2 온도측정면이 형성되는, 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치.
제 2항에 있어서,
제1 N타입 반도체와 제2 N타입 반도체는 서로 동일한 재질로 이루어지고,
제1 P타입 반도체와 제2 P타입 반도체도 서로 동일한 재질로 이루어지는, 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 N타입 반도체는, 비스무트(Bi)와 테룰라이드(Te)의 혼합물 또는 비스무트 테룰라이드(Bi2Te3)이고,
상기 제1 및 제2 P타입 반도체는, 비스무트(Bi), 안티모니(Sb) 및 테룰라이드(Te) 중 선택되는 두 개 이상의 혼합물 또는 안티모니 테룰라이드(Sb2Te3)인, 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 측정부와, 상기 제2 측정부는,
상기 한 쌍의 N타입 반도체와 P타입 반도체의 중심부를 각각 절단하여 형성된, 무전원 온도측정 장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 무전원 온도측정 장치;
사용자에게 시각적 또는 청각적으로 화재 위험을 알리는 알람부; 및
상기 온도측정 장치를 통해 감지된 온도가 일정 온도 이상일 경우 알람부를 동작시키는 제어부; 를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 무전원 온도측정 장치의 발전반도체부에서 전원을 공급받는, 무전원 온도측정 장치를 포함하는 화재예방 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 화재예방 시스템은,
상기 제어부의 동작신호를 상기 알람에 무선으로 전달하는 무선송신부; 를 포함하며, 무선송신부는, 상기 무전원 온도측정 장치의 발전반도체부에서 전원을 공급받는, 무전원 온도측정 장치를 포함하는 화재예방 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 무전원 온도측정 장치는,
열원을 공급받는 주방용품에 설치되는, 무전원 온도측정 장치를 포함하는 화재예방 시스템.