KR20220064734A - 탄소나노튜브 코팅제를 이용한 표면 온도 측정 장치 및 이를 이용한 온도 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면 온도 측정 장치 및 이를 이용한 온도 측정 방법에 관한 것으로, 측정 대상물의 표면에 도포된 코팅층; 상기 코팅층에 설치된 전극; 및 상기 전극에 연결되어 코팅층을 통해 전기가 통하도록 하며, 코팅층의 저항을 측정하여 도로 표면의 온도를 산출하는 산출부를 포함하고, 상기 코팅층은 부도체 재질의 기재에 탄소나노튜브가 분산되어 온도에 따라서 저항이 변화하며, 상기 산출부는 코팅층의 저항을 기준으로 표면의 온도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 표면에 도포된 코팅층을 통해서 온도를 측정함으로써, 대기와 같은 주변 온도를 측정하는 것이 아니고 측정 대상물 표면의 온도를 직접 측정할 수 있다.

Description

탄소나노튜브 코팅제를 이용한 표면 온도 측정 장치 및 이를 이용한 온도 측정 방법{SURFACE TEMPERATURE MEASURING DEVICE USING CARBON NANOTUBE COATING AND METHOD FOR MEASURING SURFACE TEMPERATURE}

본 발명은 물체의 표면 온도를 측정하는 장치 및 이를 이용한 온도 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 탄소나노튜브 코팅제를 이용하여 측정 대상물의 표면 온도를 측정하기 위한 장치 및 이를 이용한 온도 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 겨울철에 눈이 내리거나 노면이 결빙되었을 때, 특히 교량이나 커브길, 오르막길, 터널 입구 등과 같은 도로에 눈이 쌓이거나 노면이 결빙되면 차량 통행에 막대한 지장을 초래하게 될 뿐만 아니라 안전사고의 위험성이 증가한다. 특히 육안으로 구분이 어려운 블랙아이스는 더욱 위험하며, 신속한 제설 및 해빙작업이 이루어져야 한다.

최근 도로의 제설 및 해빙을 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 도로의 결빙 여부를 확인하는 것이 중요한 부분을 차지한다.

"도로결빙 방지시스템"에 대한 대한민국 등록특허 10-0903747은 강설 유무를 감지하는 제어부와 도로의 노면 하측에 설치된 원적외선 히팅케이블을 포함하여 구성되며, 제어부에 온도감지센서를 추가 설치하여 히팅케이블의 가동여부를 결정하는 중요한 인자로서 이용하고 있다.

"도로결빙 예측 자동 감시 시스템"에 대한 대한민국 등록특허 10-2136131은 도로의 노면에 대한 촬영 영상 데이터를 토대로 노면결빙 상태를 측정하는 구성을 제시하고 있으며, 온도센서에서 측정된 정보를 반영하여 노면 결빙 상태에 대한 최종 결빙치를 계산하고 있다.

하지만, 대한민국 등록특허 10-0903747의 온도감지센서와 대한민국 등록특허 10-2136131의 온도센서는 대기의 온도를 측정하는 구성으로서, 도로 표면의 온도와는 차이가 있는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 대한민국 등록특허 10-2136131은 영상 촬영장치가 열화상 카메라와 적외선 지면온도 감지기 등을 함께 적용하는 것으로 기재하고 있으나, 장치의 비용이 높고 눈이 쌓인 경우에는 정확한 표면의 온도를 측정할 수 없다는 단점이 있다.

도로의 결빙과 유사하게, 수도관이나 파이프 또는 저장 탱크 등과 같이 외부에 노출된 시설 중에는 결빙의 위험이 있어서 온도를 측정하는 것이 중요한 시설이 있으며, 이러한 시설에 대해서도 대기의 온도가 아닌 시설 표면의 온도를 측정하는 것이 더 뛰어난 효율을 나타낸다.

하지만, 앞서 살펴본 것과 같이, 현재 대부분의 온도 측정 설비는 대기의 온도를 측정하고 있으며, 물체의 표면 온도를 측정하기 위한 적외선 장비 등은 가격이 비싸서 적용분야가 한정된다.

대한민국등록특허 10-0903747 대한민국 등록특허 10-2136131

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 퍼코레이션 이상의 전도성을 가진 탄소나노튜브 코팅제를 이용하여 도로나 파이프 등의 표면에 설치됨으로써 표면의 온도를 측정할 수 있는 장치와 측정 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 도로 표면 온도 측정 장치는, 측정 대상물의 표면에 부착 형성된 코팅층; 상기 코팅층에 설치된 전극; 및 상기 전극에 연결되어 코팅층을 통해 전기가 통하도록 하며, 코팅층의 저항을 측정하여 측정 대상물 표면의 온도를 산출하는 산출부를 포함하고, 상기 코팅층은 부도체 재질의 기재에 탄소나노튜브가 분산되어 온도에 따라서 저항이 변화하며, 상기 산출부는 코팅층의 저항을 기준으로 측정 대상물 표면의 온도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정 대상물은 대표적으로 도로 또는 교량일 수 있다.

이때 코팅층의 기재는 에폭시인 것이 도로의 표면에 도포되는 코팅층에 적합하다. 다만, 에폭시에 한정되는 것은 아니며 폴리우레탄 또는 기타 폴리머류를 모두 포함할 수 있다.

또한, 코팅층에 함유되는 탄소나노튜브는 일반적으로 전기전도도가 높을수록 유리하며, 퍼코레이션 이상의 전도성을 가지는 것이 바람직하다. 탄소나노튜브의 함량은 1.0wt% 이상이 바람직하며, 특히 7.0wt% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 발명의 장치는 산출된 온도 정보를 외부로 송신할 수 있는 송수신 장치를 더 포함할 수 있으며, 송수신 장치는 유선 또는 무선의 방법으로 관리 서버 등으로 도로의 표면 온도 정보를 보낼 수 있다.

코팅층에 복수의 전극이 설치되고, 각 전극별로 저항을 측정하여 온도를 산출함으로써, 전극이 형성된 서로 다른 위치의 온도를 측정하도록 구성할 수 있다.

상기 산출부는 가로등 또는 신호등의 전원을 이용하도록 구성될 수 있다.

한편 본 발명에서는 아래와 같은 단계로 이루어지는 탄소나노튜브 코팅제를 이용하는 표면 온도 측정 방법을 제공한다.

측정 대상물 표면의 온도 변화에 따라 표면에 부착된 탄소나노튜브 코팅층의 저항 변화가 발생하는 단계;

상기 코팅층의 저항 변화를 측정하는 단계;

상기 측정된 저항 변화로부터 측정 대상물 표면의 온도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 방법.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 측정 대상물 표면에 도포된 코팅층을 통해서 온도를 측정하기 때문에, 주변 대기 등의 온도를 통한 간접적인 측정 대신 측정 대상물 표면의 온도를 직접 그리고 정확하게 측정할 수 있다.

본 발명에 따라 도로의 온도를 측정할 경우, 도로 표면의 온도를 직접 측정함으로써, 주변 대기의 온도를 측정하는 것에 비하여 도로의 결빙 상태를 정확하게 확인할 수 있다.

그에 따라, 고속도로 및 차량도로에 적용시 정확한 결빙 구간을 알 수 있고 자전거 도로에 적용 시 역시 정확한 결빙 온도를 알 수 있으므로 겨울철 정부 및 지자체의 제설작업을 효율적으로 운영하는 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 탄소나노튜브를 코팅제 형태로 하여 원하는 표면에 도포할 수 있어 밀착성이 우수하다.

또한 본 발명에 의하면, 온도 측정은 코팅제에 의해 이루어지므로 측정이 필요한 표면의 형상에 관계 없이 부착될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 종래 적외선 카메라 등을 사용하여 도로의 표면 온도를 측정하는 것에 비하여 저렴한 비용으로 온도 측정이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도로 표면 온도 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 탄소나노튜브의 함량에 따른 코팅층의 전기전도도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 탄소나노튜브가 분산된 코팅층의 온도에 따른 저항 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 실시예의 도로 표면 온도 측정 장치가 설치된 일 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예의 도로 표면 온도 측정 장치가 설치된 다른 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 파이프에 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 온도 장치를 설치한 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 저장탱크에 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 온도 장치를 설치한 모습을 나타내는 도면이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

이하, 본 발명의 온도 측정 장치가 도로에 적용되는 경우에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도로 표면 온도 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.

본 실시예의 도포 표면 온도 측정 장치는 도로(100)의 표면에 도포되는 코팅층(10)과 코팅층(10)에 형성된 전극(20) 및 전극(20)과 전기적으로 연결된 산출부(30)를 포함한다.

코팅층(10)은 도로(100)에 부착되어 표면 온도의 측정이 수행되는 부분이며, 탄소나노튜브가 기재에 분산된 형태이다. 추후에 자세하게 설명하겠지만, 본 실시예는 코팅층(10)의 저항이 변화하는 것을 통해서 도로(100)의 표면 온도를 측정하며, 코팅층(10)은 부도체인 기재에 탄소나노튜브가 분산되어 소정의 전기 전도도를 가지며, 온도에 따라서 저항이 변화한다.

코팅층(10)을 구성하는 기재는 전기가 통하지 않는 부도체이며 특별히 제한되지 않지만, 도로 표면에 설치되는 것을 감안하면 폴리머 재질인 것이 바람직하고, 도로를 지나는 차량의 무게를 견딜 수 있고 온도에만 반응하는 에폭시를 적용하는 것이 더욱 바람직하다.

에폭시와 아세톤을 혼합한 유동성이 있는 용매에 탄소나노튜브를 혼합하고, 아세톤을 제거한 뒤에 경화제를 추가하여 경화시키는 방법으로 코팅층(10)을 형성할 수 있으며, 도로의 표면에 도포하는 방법으로는 롤코팅법과 스프레이코팅법이 적용될 수 있다. 용매에 탄소나노튜브를 혼합할 때에, 탄소나노튜브를 고르게 분산시키는 것이 중요하며, 초음파 분산기를 이용하여 탄소나노튜브의 분산성을 높이는 것이 좋다.

이때 앞서 언급한 것과 같이 본 실시예는 코팅층의 저항 변화를 통해서 온도를 측정하기 때문에, 기재에 분산된 탄소나노튜브의 양이 중요하며 탄소나노튜브의 함량에 대해서는 이후에 더 자세하게 설명한다.

전극(20)은 코팅층(10)에 접촉하도록 형성되며, 코팅층(10)의 표면 또는 측면에 형성될 수 있다. 전극(20)은 코팅층(10)의 저항을 측정하기 위하여 적어도 한 쌍이 형성된다. 코팅층(10)에 전기를 통하게 하여 저항의 변화를 측정할 수 있는 구성이면 전극(20)의 형태 등은 특별히 제한되지 않으며, 전극(20)의 재질로는 구리와 은 등을 적용할 수 있고, 전극(20)과 코팅층(10) 사이의 전도성을 높이기 위하여 고전도성의 실버페인트를 이용할 수 있다.

산출부(30)는 전극(20)과 전기적으로 연결되며, 코팅층(10)에 전기를 인가하기 위한 전원(32)과 저항을 측정하여 온도를 산출하기 위한 산출기(34)를 포함한다. 본 실시예의 코팅층(10)은 온도에 따라서 저항이 변화하며, 산출기(34)는 서로 이격된 한 쌍의 전극에 연결된 전원(32)에서 인가된 전류에 대한 저항을 측정하여 이를 온도로 변화시킨다. 또한 산출된 온도 정보를 유선 또는 무선의 방식으로 외부로 송신할 수 있는 송수신 장치(36)가 별도로 구비되거나, 산출부(30)에 포함될 수 있다. 산출부(30)는 도로 주변의 별도 공간에 설치될 수도 있지만, 기존에 설치되어 있는 가로등이나 신호등에 설치될 수 있고, 가로등이나 신호등에 적용되는 전원을 이용할 수도 있다.

이와 같이, 본 실시예의 도로 표면 온도 측정 장치는 도로 표면에 형성된 코팅층(10)을 통해서 온도를 측정하기 때문에, 대기의 온도가 아닌 도로 표면의 온도를 직접 측정할 수 있다. 결국 지면 등의 영향으로 도로 표면의 온도와 차이가 날 수 밖에 없는 대기의 온도를 측정하였던 기존의 기술에 비하여 더욱 정확하게 도로 결빙에 대한 정보를 실측 또는 예측할 수 있다. 또한, 종래에 적외선 카메라 등을 사용하여 도로의 표면 온도를 측정하는 것에 비하여 저렴한 비용으로 더 넓고 영역 및 더 많은 부분에 대한 표면 온도 측정이 가능하다.

이하에서는 본 실시예의 코팅층에 대하여 더욱 자세하게 설명한다.

먼저, 코팅층에 포함되는 탄소나노튜브의 함량 범위를 확인하기 위하여, 기재인 에폭시에 분산된 탄소나노튜브의 양을 변화시킨 다수의 시편을 제작하고, 고전도성의 실버페인트를 이용하여 한 쌍의 전극을 부착하여 각 시편의 전기전도도를 측정하였다.

도 2는 탄소나노튜브의 함량에 따른 코팅층의 전기전도도를 측정한 결과이다.

도시된 것과 같이, 탄소나노튜브의 함량이 0인 상태에서는 기재인 에폭시의 특성에 따라서 전기가 흐르지 않지만, 탄소나노튜브를 첨가하여 전기전도도가 변화되는 것을 확인할 수 있다. 탄소나노튜브 함량 0.75~1.0wt% 범위에서 비전도성에서 전도성으로의 급격한 변화가 발생한다. 이는 기재에 분사된 탄소나노튜브들 사이의 연결에 의해서 전도성을 가지게 된 것을 의미하며, 탄소나노튜브의 전기적 특성이 반영될 수 있음을 의미한다. 그리고 코팅층에 포함된 탄소나노튜브의 함량이 증가함에 따라서 전기전도도가 상승하다가 7.0wt% 부근에서는 거의 변화하지 않는 것을 확인할 수 있다.

본 실시예의 도로 표면 온도 측정 장치에서 코팅층은 전기가 흐를 수 있는 0.75wt% 이상의 탄소나노튜브가 분산되어야하고, 저항 측정의 용이성을 위하여 바람직하게는 1.0wt% 이상의 탄소나노튜브를 포함하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 5.0wt% 이상의 탄소나노튜브를 포함하는 것이 좋으며, 가장 바람직하게는 7.0wt% 이상의 탄소나노튜브를 포함하는 것이 좋다. 이러한 탄소나노튜브의 함량은 초음파 분산기에 의해서 탄소나노튜브가 고르게 분산된 경우를 기준으로 하여 측정된 것이고, 만약 상대적으로 분산력이 낮은 방법을 적용한 경우라면 탄소나노튜브가 고르게 분산되지 않으면서 상대적으로 낮은 전기전도도를 나타낼 수 있으므로, 탄소나노튜브의 함량을 더 높이는 것이 바람직할 것이다.

도 3은 탄소나노튜브가 분산된 코팅층의 온도에 따른 저항 측정 결과이다.

도시된 것과 같이 탄소나노튜브기 분산된 코팅층은 20~-20℃의 온도범위에서 온도의 변화에 따라서 저항이 변화하는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 실시예에서 적용된 코팅층(10)에 의하면, 결빙에 의한 문제가 발생하는 온도범위에서 저항 변화에 따른 온도 측정을 수행할 수 있음을 나타낸다.

탄소나노튜브가 1.0wt% 분산된 경우에도 온도에 따른 저항의 변화가 관찰되었지만, 탄소나노튜브가 7.0wt% 분산된 경우에 더욱 큰 변화가 관찰되어 저항변화를 통한 온도 감지가 용이하고 정밀도가 높아질 수 있다. 앞서 살펴본 것과 같이, 전기전도도의 증가는 탄소나노튜브의 함량에 따라 증가하다가 일정하게 수렴하는 경향을 나타내므로 탄소나노튜브의 함량을 증가시킨다고 하여 저항의 변화량이 지속적으로 증가하지는 않을 것이다.

도 4는 본 실시예의 도로 표면 온도 측정 장치가 설치된 일 형태를 도시한 도면이다.

도시된 형태는 도로의 표면에 형성된 코팅층(10)에 짝을 이루는 전극(20a, 20b, 20c)을 다수 설치한 형태이며, 전극에 연결된 전선과 산출부 등의 구성은 생략하였다. 이때, 전기가 인가되는 회로의 연결 형태는 짝을 이루는 전극(20)들 사이를 각각 구분하여야 하지만, 산출부의 구성은 함께 사용할 수 있다.

도로의 표면에 넓게 코팅층(10)을 형성하여도 짝을 이루는 각 전극(20a, 20b, 20c) 사이의 저항을 측정하여 온도를 산출하기 때문에 여러 곳의 표면 온도를 구분하여 측정할 수 있다.

최근 안전 등의 이유로 인하여 차선을 구분하기 위하여 도로의 표면에 색상을 부여하는 경우가 증가하고 있고, 이때 주로 에폭시 수지 기반의 코팅층을 형성하고 있다. 이와 같이, 도로의 표면에 넓게 코팅층을 형성하는 경우에, 코팅층으로서 본 발명에 따라서 탄소나노튜브가 분산된 코팅층을 형성하면 도로의 표면 온도까지 측정이 가능하다.

에폭시 코팅을 수행하는 대표적인 위치는 자전거 도로를 구분하기 위한 경우와 고속도로의 진출입 차선을 표시하기 위한 경우 등이 있으며, 이러한 장소는 도로 표면 결빙에 의한 위험성이 특히 높은 곳이므로 본 발명에 따른 도로 표면 온도 측정 장치가 설치되면 안정성이 크게 증가할 것이다.

도 5는 본 실시예의 도로 표면 온도 측정 장치가 설치된 다른 형태를 도시한 도면이다.

도시된 형태는 서로 분리되어 위치하는 다수의 코팅층(10a, 10b, 10c) 각각이 단일의 전극(20a, 20b, 20c)을 구비한 형태이며, 전극에 연결된 전선과 산출부 등의 구성은 생략하였다. 이러한 적용 형태에서도, 거리가 가까운 코팅층들은 산출부를 함께 사용할 수 있다.

결빙에 따른 위험이 큰 위치나, 결빙에 의한 사고가 자주 발생하는 위치를 특정하여 본 발명의 도로 표면 온도 측정 장치를 설치하는 형태이다.

이러한 형태는 코팅 면적이 작기 때문에 도로 사용에 큰 지장을 주지 않고 빠르게 설치가 가능하며, 대면적에 코팅층을 형성하는 경우에 비하여 설치비용도 낮아진다.

도로의 운영 상황 및 필요성에 따라서 도 4와 도 5의 방법 중에서 선택적으로 적용할 수 있고, 이들의 중간에 해당하는 수준으로 설치하는 것도 가능하다.

이상 도로 표면의 온도를 직접 측정하는 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 도로 이외에 노출된 표면의 온도를 측정할 필요가 있는 곳에도 적용이 가능하다.

대표적으로 외부에 노출된 수도 배관과 같은 파이프에 대하여, 파이프(200)의 표면에 도포되며 부도체 기재에 탄소나노튜브가 분산된 코팅층(10)과 코팅층(10)에 형성된 전극(20) 및 전극(20)과 전기적으로 연결된 산출부(30)를 포함하는 표면 온도 장치를 설치할 수 있다.

도 6은 파이프에 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 온도 장치를 설치한 모습이다.

왼쪽에 도시된 형태는 파이프(200)의 표면에 넓게 형성된 코팅층(10)에 짝을 이루는 전극(20a, 20b)을 다수 설치한 형태이고, 오른쪽에 도시된 형태는 서로 분리되어 위치하는 다수의 코팅층(10a, 10b) 각각이 단일의 전극(20a, 20b)을 구비한 형태이며, 전극에 연결된 전선과 산출부 등의 구성은 생략하였다.

또한 외부에 설치된 LPG 탱크와 같은 저장탱크에 대하여, 저장탱크(300)의 표면에 도포되며 부도체 기재에 탄소나노튜브가 분산된 코팅층(10)과 코팅층(10)에 형성된 전극(20) 및 전극(20)과 전기적으로 연결된 산출부(30)를 포함하는 표면 온도 장치를 설치할 수 있다.

도 7은 저장탱크에 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 온도 장치를 설치한 모습이다.

왼쪽에 도시된 형태는 저장탱크(300)의 표면에 넓게 형성된 코팅층(10)에 짝을 이루는 전극(20a, 20b)을 다수 설치한 형태이고, 오른쪽에 도시된 형태는 서로 분리되어 위치하는 복수의 코팅층(10a, 10b) 각각이 단일의 전극(20a, 20b)을 구비한 형태이며, 전극에 연결된 전선과 산출부 등의 구성은 생략하였다.

이와 같이 본 발명의 표면 온도 장치에 의해서, 대기의 온도가 아닌 파이프 또는 저장 탱크의 온도를 정확하게 측정할 수 있고, 특히 탄소나노튜브가 분산된 코팅층(10)은 동파 발생의 위험이 높은 온도 범위에 대하여 온도 측정이 가능하여, 동파 사고 등을 미연에 방지할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10, 10a, 10b, 10c: 코팅층
20, 20a, 20b, 20c: 전극
30: 산출부
32: 전원
34: 산출기
36: 송수신 장치
100: 도로
200: 파이프
300: 저장탱크

Claims (15)

1. 측정 대상물의 표면에 부착 형성된 코팅층;
   상기 코팅층에 설치된 전극; 및
   상기 전극에 연결되어 코팅층을 통해 전기가 통하도록 하며, 코팅층의 저항을 측정하여 측정 대상물 표면의 온도를 산출하는 산출부를 포함하고,
   상기 코팅층은 부도체 재질의 기재에 탄소나노튜브가 분산되어 온도에 따라서 저항이 변화하며,
   상기 산출부는 코팅층의 저항을 기준으로 측정 대상물 표면의 온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 코팅층의 기재가 에폭시인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 코팅층에 함유된 탄소나노튜브의 함량이 1.0wt% 이상인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 코팅층에 함유된 탄소나노튜브의 함량이 7.0wt% 이상인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   산출된 온도 정보를 외부로 송신할 수 있는 송수신 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   하나의 코팅층에 다수의 전극이 설치되고, 각 전극별로 저항을 측정하여 온도를 산출함으로써, 전극이 형성된 서로 다른 위치의 온도를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정 대상물이 도로이며, 상기 산출부는 가로등 또는 신호등의 전원을 이용하는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정 대상물이 파이프인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정 대상물이 저장탱크인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 장치.
   
10. 측정 대상물 표면의 온도 변화에 따라 표면에 부착된 탄소나노튜브 코팅층의 저항 변화가 발생하는 단계;
    상기 코팅층의 저항 변화를 측정하는 단계;
    상기 측정된 저항 변화로부터 측정 대상물 표면의 온도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 방법.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층의 저항 변화 측정은 코팅층에 설치된 전극에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 방법.
    
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층에 다수의 전극이 설치되고, 각 전극별로 저항을 측정하여 온도를 산출함으로써, 전극이 형성된 서로 다른 위치의 온도를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 방법.
    
13. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층의 기재가 에폭시인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 방법.
    
14. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층에 함유된 탄소나노튜브의 함량이 1.0wt% 이상인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 방법.
    
15. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층에 함유된 탄소나노튜브의 함량이 7.0wt% 이상인 것을 특징으로 하는 표면 온도 측정 방법.

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