WO2020004708A1 - 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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WO2020004708A1
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heat
sensing
measuring
heated
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PCT/KR2018/010528
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박성재
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엑셀로 주식회사
박성재
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    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/42—Features relating to gas injection
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2250/00—Specific additives; Means for adding material different from burners or lances
    • C21C2250/08—Porous plug

Definitions

  • the present invention relates to a measuring apparatus for measuring a state of a member to be heated and a control method thereof, which stably senses a state of a member to be heated by a high temperature melt, and externally stores information including the sensed data.
  • the present invention relates to a measuring device for measuring the state of a member to be heated so that the state of the member to be monitored can be monitored by transmitting the same, and a control method thereof.
  • molten steel in the ladle has a low cleanliness due to temperature, non-uniformity of components, etc., thus, an additional process is required to produce high clean steel.
  • the chemical reaction between molten steel and secondary raw materials is used by refining molten steel to produce inclusions of low melting point compounds such as alumina, and to separate and injure in molten steel.
  • the bubbling plug must be replaced at an appropriate time because the molten steel is damaged by melting.
  • the service life of the bubbling plug is based on 24 to 25 cycles, whether or not it will continue to be used by directly observing the damage caused by melting of the bubbling plug at the bottom of the ladle from the point of use of 20 cycles. The worker judges every time.
  • the problem to be solved of the present invention is to stably sense the state of the member to be heated by the hot melt, and to transmit the information including the sensed data to the external devices to monitor the state of the member to be heated It provides a measuring device and a control method for measuring the state of the member to be heated.
  • the present invention is a measuring device for measuring the state of the member to be heated by a heat source, connected to the member to be heated to measure the state of the member to be heated, A main body unit spaced apart from the outer surface of the heat source casing in which the member is installed; An insulation flange unit having one end coupled to a casing protrusion protruding from the outer surface of the heat source casing, and the other end coupled to the body unit such that the body unit is disposed in a form suspended from the casing protrusion; And a heat-resistant plate unit coupled to the casing protrusion and disposed between the outer surface of the heat source casing and the body unit to block heat from the heat source casing from being transferred to the body unit.
  • a measuring device for measuring a state of a member is provided.
  • the main body unit is arranged to surround at least a portion of the main body case, the outer surface of the main body case, the installation frame coupled to the other end of the heat insulating flange unit, the heat-resistant member assembly disposed in the inner space of the main body case, A battery disposed on an inner space of the heat resistant member assembly, a substrate assembly disposed on an inner space of the heat resistant member assembly and connected to the battery, a base plate for installing the substrate assembly, and a front side of the base plate; Is disposed but may include a front cover coupled to the body case.
  • the body unit may further include an antenna for communicating with an external device, a temperature sensor for sensing a temperature of an internal space of the heat resistant member assembly, and a cooling fan for cooling the battery and the substrate assembly.
  • the substrate assembly includes a sensing unit for measuring a state of the member to be heated, a communication unit for transmitting integrated information including sensing data sensed by the sensing unit to an external device, and simultaneously analyzing the sensing data. It may include a control unit for controlling the body unit.
  • the base plate has an inlet for allowing air to flow into the cooling fan, an outlet through which air circulated through the internal space of the heat resistant member assembly is discharged, and an antenna exposed port for exposing the antenna to the front of the base plate. Can be formed.
  • the heat resistant member assembly may include a first heat resistant member disposed in an inner space of the body case, a second heat resistant member disposed in an inner space of the first heat resistant member, and a third disposed in an inner space of the second heat resistant member. It may include a heat resistant member.
  • the first heat resistant member may be a harder material than the second heat resistant member, the second heat resistant member may be a compressible material, and the third heat resistant member may be a vacuum insulating material.
  • the front cover may include a perforated network having a plurality of holes, and a front frame disposed in front of the perforated network and closely disposed to a part of the perforated network to be coupled to the side protruding frame of the body case to support the perforated network.
  • the insulation flange unit may include a first flange coupled to the casing protrusion, a second flange disposed to be spaced apart from the first flange, and an upper surface of the heat insulating flange unit to be in close contact with the first flange, and a lower surface of the heat insulating flange unit to be in close contact with the second flange. It may include a first intermediate heat resistant material disposed.
  • the present invention provides a control method of a measuring device for measuring the state of the member to be heated, the temperature sensing step of the temperature sensor senses the measured temperature which is the internal space temperature of the heat-resistant member assembly ; A comparison step of the control unit comparing the measurement temperature with a preset set temperature tolerance range; A cooling fan driving step of driving the cooling fan by the control unit when the measured temperature is out of the allowable temperature range; A state sensing step of sensing, by the sensing unit, a state of the member to be heated if the measured temperature is within the set temperature allowable range;
  • the sensing unit provides a control method of a measuring device for measuring the state of the member to be heated, comprising the step of transmitting the sensing data sensed in the state sensing step to the control unit.
  • the control method may further include: receiving, by the control unit, the sensing data; Analyzing, by the control unit, the sensing data; Counting the number of processes for the process performed by the control unit using the heated member; A data classification step of classifying, by the control unit, integrated information including the sensing data and the number of processes; Confirming whether the communication unit can communicate with external devices to which communication is to be performed; The method may further include separately transmitting, by the communication unit, monitoring information corresponding to each of the external devices to be communicated with, to the external devices.
  • the control method may further include transmitting, by the control unit, an aperiodic sensing request signal to the sensing unit so that the sensing unit senses the sensing data at a time when the sensing unit is not in the sensing period.
  • the measuring device for measuring the state of the member to be heated and the control method thereof according to the present invention has the following effects.
  • the heat-resistant member assembly is disposed outside the first heat-resistant member that does not deform the shape, and by placing the compressible second heat-resistant member in the inner space of the first heat-resistant member, the body unit can withstand external shocks, yet heat-resistant performance There is an advantage to improve.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a state in which a measuring device for measuring a state of a member to be heated according to the present invention is connected to a member to be heated.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a measuring device for measuring the state of the member to be heated in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of A of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view showing a detailed configuration of the measuring device of FIG.
  • FIG. 5 is a view for explaining the coupling relationship between the main body case and the front cover provided in the measuring device of FIG.
  • FIG. 6 is a view for explaining the coupling relationship between the body case and the heat-resistant assembly provided in the measuring device of FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an embodiment of a control method of a measuring device for measuring a state of a member to be heated according to the present invention.
  • the measuring device is for measuring a state of a member to be heated heated by a heat source, and the member to be heated 10 and the measuring device 20 are electrically It is connected.
  • a bubbling plug is used as the member to be heated 10, and the bubbling plug is installed in a heat source casing 1, that is, a ladle, and a hot melt is accommodated in an inner space of the ladle. .
  • the measuring device 20 and the member to be heated 10 are connected through the wire unit 11.
  • One end of the wire unit 11 is embedded in the heated member 10, and the other end of the wire unit 11 is connected to the measuring device 20.
  • the measuring device 20 includes a main body unit 1000, a heat insulation flange unit 200, and a heat resistant plate unit 100.
  • the main body unit 1000 is connected to the member to be heated 10 to measure the state of the member to be heated 10.
  • the main body unit 1000 is disposed away from the outer surface of the heat source casing 1 in which the heated member 10 is installed.
  • One end of the heat insulating flange unit 200 is coupled to the casing protrusion 1a protruding from the outer surface of the heat source casing 1, and the other end is coupled to the main body unit 1000.
  • the main body unit 1000 is disposed in a form suspended from the casing protrusion 1a via the heat insulating flange unit 200.
  • one end of the heat insulation flange unit 200 is welded to the casing protrusion 1a, and the other end of the heat insulation flange unit 200 is welded to the installation frame 600 of the body unit.
  • the insulation flange unit 200 may include a first flange 210 coupled to the casing protrusion 1a, a second flange 230 spaced apart from the first flange 210 by a predetermined distance, and an upper surface of the insulation flange unit 200.
  • the lower surface of the first flange 210 and at the same time the lower surface includes a first intermediate heat-resistant material 220 disposed in close contact with the upper surface of the second flange (230).
  • the first flange 210 is disposed to be spaced apart from the first top plate 211 and the first top plate 211 to be coupled to the casing protrusion (1a) and the upper surface of the first intermediate heat-resistant material and
  • the first lower surface plate 212 in contact with, and one end is coupled to the lower surface of the first upper surface plate 211 and the other end includes a first connecting rod 213 coupled to the upper surface of the first lower surface plate 212 do.
  • the first top plate 211, the first bottom plate 212 and the first connection rod 213 may be integrally formed, or may be separately manufactured and combined.
  • the second flange 230 has a structure substantially the same as that of the first flange 210, a description thereof will be omitted.
  • the heat insulation flange unit 200 is disposed to be spaced apart from the third flange 250 in a downward direction of the second flange 230, and spaced apart from the third flange 250 by a predetermined interval.
  • the fourth flange 270, the upper surface is in close contact with the lower surface of the second flange 230, the lower surface is in contact with the upper surface of the third flange 250 and the second intermediate heat-resistant material 240, the upper surface is the first
  • the bottom surface includes a third intermediate heat resistant material 260 in close contact with the top surface of the fourth flange 270 while being in close contact with the bottom surface of the third flange 250.
  • the insulation flange unit 200 may further include a separate coupling member for coupling the two neighboring flanges, and the intermediate heat-resistant material disposed between the two flanges.
  • the heat insulation flange units 200 are arranged in pairs while having a predetermined time on the installation frame 600.
  • the insulation flange unit 200 may be provided with one or more, if necessary.
  • the heat insulation flange unit 200 blocks the heat transmitted to the body unit 1000 from the casing protrusion 1a for supporting the body unit 1000 and dissipating high temperature heat. It is possible to prevent the substrate assembly of) from malfunctioning due to high heat. For example, when the temperature of the casing protrusion 1a is 250 ° C., the temperature delivered to the main body unit 1000 blocks heat to about 150 ° C.
  • the heat resistant plate unit 100 is coupled to the casing protrusion 1a, and is disposed between the outer surface of the heat source casing 1 and the body unit 1000 so that the heat discharged from the heat source casing 1 It is blocked from being transmitted to the main body unit 1000.
  • the heat-resistant plate unit 100 is coupled to the casing protrusion (1a) in the form of hanging in the lower direction of the casing protrusion (1a), and is spaced apart from the outer surface of the heat source casing (1) by a predetermined distance. At the same time, the heat-resistant plate unit 100 is also spaced apart from the main body unit 1000 by a predetermined interval.
  • the projection area of the heat resistant plate unit 100 is larger than the projection area of the main body unit 1000 when viewed from the front of the main body unit 1000. That is, when viewed from the front of the main body unit 1000, the main body unit and the heat insulation flange unit 200 is located inside the projected area of the heat resistant plate unit 100.
  • the heat resistant plate unit 100 blocks the convection heat and the radiant heat emitted from the heat source casing 1 from being transferred to the main body unit 1000 and the heat insulating flange unit 200.
  • the heat resistant plate unit 100 includes a metal frame 110 and a heat resistant plate 120 inserted into and disposed in the installation groove 111 formed in the metal frame 110.
  • the metal frame 110 is coupled to the casing protrusion (1a) by welding.
  • the main body unit 1000 includes a main body case 320, an installation frame 600, a heat resistant member assembly 380, a battery 700, a substrate assembly 800, a base plate 900, and a front cover 400. , An antenna 550, a temperature sensor 540, a cooling fan 530, a display unit 510, and a switch unit 520.
  • the body case 320 has a box shape with one surface open, and forms a space in which the heat resistant member assembly 380 is accommodated.
  • Side protruding frames 321 are formed on both front sides of the body case 320, and the side protruding frames 321 are coupled to the front cover 400.
  • An upper heat resistant block 310 is disposed on an upper surface of the body case 320.
  • the upper heat resistant block 310 blocks convective heat and radiant heat transmitted from the upper direction of the body case 320.
  • the installation frame 600 is disposed to surround at least a portion of the outer surface of the main body case 320 is coupled to the other end of the heat insulating flange unit 200.
  • the installation frame 600 is disposed to surround some of the outer surfaces of the body case 320 and the upper heat resistant block 310.
  • the installation frame 600 includes a first installation frame 610 and a second installation frame 620 disposed at a predetermined interval.
  • An upper surface of the first installation frame 610 and an upper surface of the second installation frame 620 are disposed with a predetermined height on the upper surface of the upper heat resistant block 310.
  • the other end of the heat insulation flange unit 200 is simultaneously coupled to an upper surface of the first installation frame 610 and an upper surface of the second installation frame 620.
  • a predetermined space is formed between the other end of the heat insulating flange unit 200 and the upper surface of the upper heat resistant block 310, and as a result, through the heat insulating flange unit 200 to the upper heat resistant block 310.
  • the conducted heat can be minimized.
  • the heat resistant member assembly 380 is disposed on an inner space of the body case 320.
  • the heat resistant member assembly 380 includes a first heat resistant member 330 disposed in an inner space of the body case 320 and a second heat resistant member disposed in an inner space of the first heat resistant member 330. 360 and a third heat resistant member 370 disposed in an inner space of the second heat resistant member 360.
  • the first heat resistant member 330, the second heat resistant member 360, and the third heat resistant member 370 all have a box shape with one surface open.
  • the heat resistant members may be integrally formed, but may be formed by combining individual blocks.
  • the first heat resistant member 330 is a harder material than the second heat resistant member 360
  • the second heat resistant member 360 is a compressible material
  • the third heat resistant member 370 is a vacuum insulating material Can be.
  • first heat resistant member 330 may be provided with a ceramic board
  • second heat resistant member 360 may be provided with cerakool or aerogel.
  • the second heat resistant member 360 includes a second outer heat resistant member 340 and a second inner heat resistant member 350, and the second outer heat resistant member 340 and the second inner heat resistant member 350 are It may be made of different materials.
  • the first heat resistant member 330 is able to withstand external shocks by preventing the deformation of the first heat resistant member 330, and the second heat resistant member 360 is made of a compressible material to maximize the corresponding heat resistant member in a given space.
  • the third heat resistant member 370 may increase the heat insulation effect while reducing the thickness by using the vacuum heat insulating material.
  • the battery 700 is disposed on an inner space of the heat resistant member assembly, that is, the third heat resistant member 370.
  • the battery 700 supplies power to components in which electricity is used among the detailed components constituting the main body unit 1000.
  • the substrate assembly 800 is disposed on an inner space of the heat resistant member assembly, that is, the third heat resistant member 370, and is connected to the battery 700.
  • the other end of the wire unit 11 is electrically connected to the substrate assembly 800.
  • the other end of the wire unit 11 is disposed to penetrate the first heat resistant member 330 and the second heat resistant member 360.
  • the other end of the wire unit 11 is connected to the substrate assembly 800 via the open one surface of the third heat resistant member 370 without passing through the third heat resistant member 370.
  • the substrate assembly 800 is electrically connected to the substrate main body 840, the substrate main body 840, and a sensing unit 810 for measuring a state of the heated member 10, and the sensing unit 810.
  • Communication unit 830 for transmitting integrated information including the sensed data sensed by the external device to the external device, and a control unit 820 for controlling the body unit 1000 while analyzing the sensing data; .
  • the substrate body 840 includes two circuit boards stacked on each other, and the two circuit boards are electrically connected to each other. Since the substrate body 840 is composed of two circuit boards, the internal space of the third heat resistant member 370 may be efficiently used, thereby reducing the cost of manufacturing the main body unit 1000. .
  • the antenna 550 is provided for communication with an external device, and the temperature sensor 540 senses the internal space temperature of the heat resistant member assembly 380, that is, the temperature of the substrate assembly 800.
  • the cooling fan 530 is controlled by the control unit 820 to cool the battery 700 and the substrate assembly 800 by sucking outside air into the main body case 320.
  • the switch unit 520 is for controlling the operation of the main body unit 1000, and the display unit 510 indicates whether the temperature of the substrate assembly 800 is within or outside the normal range. Done.
  • the display unit 510 may be provided as an LED.
  • the present invention is not limited thereto, and the display unit 510 may be provided as a display panel to display information on the state of the member to be heated 10.
  • the base plate 900 is formed of a metal material, and the substrate assembly 800 is installed on the base plate 900.
  • the base plate 900 has an inlet 910 for allowing air to flow into the cooling fan 530, and an outlet 920 through which air circulated through the inner space of the heat resistant member assembly 380 is discharged.
  • An antenna exposure hole 930 may be formed to expose the antenna 550 in front of the base plate 900.
  • the base plate 900 has a display unit exposure port 940 for exposing the display unit 510 in front of the base plate 900 and a switch for exposing the switch unit 520.
  • An exposure hole 950 may be formed.
  • the front cover 400 is disposed in front of the base plate 900 is coupled to the body case 320.
  • the front cover 400 is disposed in front of the perforated network 410 having a plurality of through holes (not shown), the perforated network 410 is placed in close contact with a part of the perforated network 410 protruding the side of the main body case It is coupled to the frame 321 includes a front frame 480 for supporting the perforated network 410.
  • the front frame 480 includes a first front frame 440 disposed in front of the upper region of the perforated network 410, and a second front frame 470 disposed in front of the lower region of the perforated network 410. .
  • the first front frame 440 includes a first coupling frame 420 for coupling with the side protruding frame 321 and a first reinforcing frame 430 for reinforcing the strength of the first coupling frame 420. It may include.
  • the second front frame 470 includes a second coupling frame 450 for coupling with the side protruding frame 321 and a second reinforcing frame 460 for reinforcing the strength of the second coupling frame 450. It may include.
  • the perforated network 410 is supported by the front frame 480 in a state that both ends are bent.
  • the central area of the perforated network 410 is spaced apart from the base plate 900, an open space is formed between the central area of the perforated network 410 and the base plate 900.
  • a portion of the antenna 550, a portion of the display unit 510, and a portion of the switch unit 520 that pass through the base plate 900 are disposed on the open space.
  • the sensing unit 810 determines whether there is an aperiodic sensing request signal from the control unit 820 (S10).
  • the aperiodic sensing request signal is a signal transmitted by the control unit 820 to the sensing unit 810 so that the sensing unit 810 senses the sensing data at a time point other than the sensing period of the sensing unit 810. Means.
  • control unit 820 may transmit the aperiodic sensing request signal to the sensing unit 810 before the signal determination step is performed.
  • a temperature sensing step in which the temperature sensor 540 senses a measurement temperature which is an internal space temperature of the heat resistant member assembly 380 is performed (S30).
  • the sensing unit 810 determines whether a sensing period, which is an interval for sensing sensing data, has arrived (S20).
  • the temperature sensing step is performed. However, if the current time point does not reach the sensing period, the sensing unit 810 waits until the sensing period is reached or the aperiodic sensing request signal is received.
  • a comparison step in which the control unit compares the measured temperature with a preset set temperature allowable range is performed (S40).
  • a comparison step is performed in which the control unit compares the measured temperature with a preset set temperature allowable range.
  • the sensing unit 810 is a state sensing step of sensing the state of the member to be heated 10 (S60).
  • the sensing unit 810 transmits the sensing data sensed in the state sensing step to the control unit 820 (S70).
  • control unit 820 performs a step of counting the number of processes for the process performed using the heated member 10 (S100).
  • control unit 820 classifies the integrated information including the sensing data and the number of processes (S110).
  • the communication unit 830 confirms whether communication with the external devices that are the communication target is performed (S120).
  • the communication unit individually transmits the monitoring information corresponding to each of the external devices that are the communication target of the integrated information to the external devices (S130).
  • information on whether the battery is charged, internal temperature of the heat-resistant member assembly, and the like may be transmitted to the external device of the manager, and information on the state of the member to be heated and the number of processes may be transmitted to the external device. Information may be sent.
  • the information transmitted by the communication unit 830 to the external devices may be variously changed.
  • a heating member for example, a refractory material installed inside various industrial furnaces (heating furnace, heat treatment furnace, firing furnace, blast furnace, etc.) used in steel mills, power plants, glass forming plants, etc., is damaged by thermal shock. When worn, it can be applied to an apparatus for measuring the state of a member to be heated.
  • various industrial furnaces heating furnace, heat treatment furnace, firing furnace, blast furnace, etc.
  • the measuring device for measuring the state of the member to be heated and its control method immediately determine the state of the member to be heated, the heat loss of various refractory materials including industrial furnaces, damage to external equipment, It can be applied to the integrated management system of the heating member that can prevent safety accidents of site workers.

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Abstract

본 발명은 고온의 용융물에 의하여 가열되는 피가열부재의 상태를 안정적으로 센싱하고, 센싱된 데이터를 포함하는 정보를 외부 기기들로 송신함으로써 상기 피가열부재의 상태가 모니터링될 수 있도록 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

Description

피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법
본 발명은 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 고온의 용융물에 의하여 가열되는 피가열부재의 상태를 안정적으로 센싱하고, 센싱된 데이터를 포함하는 정보를 외부 기기들로 송신함으로써 상기 피가열부재의 상태가 모니터링될 수 있도록 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 래들 내부의 용강은 온도, 성분의 불균일성 등으로 인하여 청정도가 낮기 때문에, 고청정강을 제조하기 위하여 추가적인 공정이 필요하게 된다.
이때 화학적으로는 용강정련에 여러가지 부원료를 사용하여 용강과 부원료간의 화학반응을 일으켜 알루미나등의 저융점화합물의 개재물을 만들어 용강 중에서 분리부상시키는 방법이 사용된다.
또한, 물리적으로는 용강을 담고 있는 용기인 래들의 바닥 부위에 설치된 버블링 플러그를 통하여 불활성 기체인 아르곤 또는 질소 가스를 취입하여 용강의 교반을 증대하여 온도의 균일화를 이루고, 화학반응을 통해 생성된 개재물을 용강 상부 슬래그 층으로 분리부상시켜 개재물을 제거하는 방법이 사용된다.
이러한 공정에서 버블링 플러그는 용강에 의하여 용융에 의한 손상이 발생되기 때문에 적절한 시기에 교체해주어야 한다. 예를 들어, 버블링 플러그의 사용수명은 24 내지 25회를 기준으로 하면, 실제로는 20회 정도 사용시점에서부터 래들 바닥부의 버블링 플러그의 용융에 의한 손상 정도를 직접 육안으로 관측하여 계속 사용할지 여부를 매회 작업자가 판단하고 있다.
그러나, 래들 바닥부는 상시 주조완료 후 남은 용강으로 코팅되어 있는 상태이므로 정확하게 버블링 플러그의 용융에 의한 손상을 판단하기 곤란한 문제점이 있다.
또한, 육안 확인을 위해 한회 작업 후 래들이 작업 가능한 온도까지 냉각될 때까지 기다려야 하므로 작업의 효율을 저하시키는 원인이 된다.
또한, 만일 과다 용융에 의한 손상된 상태를 조기에 판단하지 못하여 적절한 시점에 교체하지 못한 경우에, 래들 하부를 통해 용강이 유출되는 대형사고가 발생할 수 있다.
반면에 이에 대한 우려로 버블링 플러그를 조기에 교체할 경우에는 제조원가의 상승이라는 손실을 가져오게 된다.
종래기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0123074호 (발명의 명칭: 마모 표시기를 포함하는 가스 퍼징 플러그, 공개일: 2014년 10월 21일)가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 고온의 용융물에 의하여 가열되는 피가열부재의 상태를 안정적으로 센싱하고, 센싱된 데이터를 포함하는 정보를 외부 기기들로 송신함으로써 상기 피가열부재의 상태가 모니터링될 수 있도록 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 열원에 의하여 가열되는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치에 있어서, 상기 피가열부재와 연결되어 상기 피가열부재의 상태를 계측하되, 상기 피가열부재가 설치된 열원케이싱의 외측면과 일정간격 떨어져 배치되는 본체유닛; 일단은 상기 열원케이싱의 외측면에서 돌출된 케이싱 돌출부에 결합되고, 타단은 상기 본체유닛에 결합되어 상기 본체유닛이 상기 케이싱 돌출부에 매달린 형태로 배치되도록 하기 위한 단열 플랜지 유닛; 그리고, 상기 케이싱 돌출부에 결합되되, 상기 열원케이싱의 외측면과 상기 본체유닛의 사이에 배치되어 상기 열원케이싱에서 방출되는 열이 상기 본체유닛으로 전달되는 것을 차단하기 위한 내열 플레이트 유닛을 포함하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치를 제공한다.
상기 본체유닛은 본체케이스와, 상기 본체케이스의 외측면 중 적어도 일부를 감싸면서 배치되되 상기 단열 플랜지 유닛의 타단과 결합되는 설치프레임과, 상기 본체케이스의 내부공간에 배치되는 내열부재 어셈블리와, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간 상에 배치되는 배터리와, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간상에 배치되되 상기 배터리와 연결되는 기판어셈블리와, 상기 기판어셈블리의 설치를 위한 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 전방에 배치되되 상기 본체케이스와 결합되는 전방커버를 포함할 수 있다.
상기 본체유닛은 외부 기기와의 통신을 위한 안테나, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간의 온도를 센싱하기 위한 온도센서, 상기 배터리 및 상기 기판어셈블리를 냉각시키기 위한 냉각팬을 더 포함할 수 있다.
상기 기판어셈블리는 상기 피가열부재의 상태를 측정하기 위한 센싱유닛과, 상기 센싱유닛에서 센싱된 센싱데이터를 포함하는 통합정보를 외부 기기로 송신하기 위한 통신유닛과, 상기 센싱데이터를 분석함과 동시에 상기 본체유닛을 제어하기 위한 제어유닛을 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트에는 상기 냉각팬으로 공기가 유입되도록 하기 위한 유입구와, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간을 순환한 공기가 배출되는 배출구와, 상기 안테나가 상기 베이스 플레이트의 전방에서 노출되도록 하기 위한 안테나 노출구가 형성될 수 있다.
상기 내열부재 어셈블리는 상기 본체케이스의 내부공간에 배치되는 제1 내열부재와, 상기 제1 내열부재의 내부공간에 배치되는 제2 내열부재와, 상기 제2 내열부재의 내부공간에 배치되는 제3 내열부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 내열부재는 상기 제2 내열부재보다 단단한 재질이며, 상기 제2 내열부재는 압축가능한 재질이며, 상기 제3 내열부재는 진공단열재 일 수 있다.
상기 전방커버는 복수개의 홀이 형성된 타공망과, 상기 타공망의 전방에 배치되면서 상기 타공망의 일부에 밀착배치되어 상기 본체케이스의 측면 돌출 프레임와 결합됨으로써 상기 타공망을 지지하는 전방프레임을 포함할 수 있다.
상기 단열 플랜지 유닛은 상기 케이싱 돌출부에 결합되는 제1 플랜지와, 상기 제1 플랜지와 일정간격 떨어져 배치되는 제2 플랜지와, 상면은 상기 제1 플랜지와 밀착되고, 하면은 상기 제2 플랜지와 밀착되어 배치되는 제1 중간내열재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로, 본 발명은 상술한 피가열부재의 상태를 측정하기 위한 계측장치의 제어방법으로서, 상기 온도센서가 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간 온도인 측정온도를 센싱하는 온도센싱단계; 상기 제어유닛이 상기 측정온도와 미리 설정된 설정온도 허용범위를 비교하는 비교단계; 상기 측정온도가 상기 설정온도 허용범위를 벗어나면, 상기 제어유닛이 상기 냉각팬을 구동하는 냉각팬 구동단계; 상기 측정온도가 상기 설정온도 허용범위 내에 있으면, 상기 센싱유닛이 상기 피가열부재의 상태를 센싱하는 상태센싱단계; 그리고, 상기 센싱유닛이 상기 상태센싱단계에서 센싱한 센싱데이터를 상기 제어유닛으로 송신하는 단계를 포함하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치의 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 제어방법은 상기 제어유닛이 상기 센싱데이터를 수신하는 단계; 상기 제어유닛이 상기 센싱데이터를 분석하는 단계; 상기 제어유닛이 상기 피가열부재를 사용하여 수행된 공정에 대한 공정횟수를 카운팅하는 단계; 상기 제어유닛이 상기 센싱데이터 및 상기 공정횟수를 포함하는 통합정보를 분류하는 데이터 분류단계; 상기 통신유닛이 통신 대상이 되는 외부 기기들과의 통신가능여부를 확인하는 단계; 그리고, 상기 통신유닛이 상기 통합정보 중 통신대상이 되는 외부 기기들 각각에 대응되는 모니터링정보를 개별적으로 상기 외부 기기들로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어방법은 상기 센싱유닛의 센싱주기가 아닌 시점에 상기 센싱유닛이 상기 센싱데이터를 센싱하도록 상기 제어유닛이 상기 센싱유닛으로 비주기 센싱 요청신호를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 단열 플랜지 유닛을 설치함으로써 본체유닛을 지지함과 동시에 고온의 열을 방출하는 케이싱 돌출부에서 본체유닛으로 전달되는 열을 차단하게 되어 본체유닛의 기판어셈블리가 고열로 인하여 오작동되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 열원케이싱의 외측면과 본체유닛의 사이 공간에 내열 플레이트 유닛을 설치함으로써 열원케이싱에서 방출되는 열이 본체유닛으로 전달되는 것을 차단할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 내열부재 어셈블리를 형상이 변형되지 않는 제1 내열부재를 외측에 배치히고, 압축가능한 제2 내열부재를 제1 내열부재의 내부공간에 배치함으로써 본체유닛이 외부의 충격을 견딜 수 있으면서도 내열성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치가 피가열부재와 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 래들에 도 1의 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 계측장치의 세부구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 계측장치에 구비된 본체케이스와 전방커버의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3의 계측장치에 구비된 본체케이스와 내열 어셈블리의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치의 제어방법의 일 실시 예를 나타낸 흐름도이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 계측장치는 열원에 의하여 가열되는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 것으로서, 상기 피가열부재(10)와 상기 계측장치(20)는 전기적으로 연결되어 있다.
본 실시 예에서 상기 피가열부재(10)로는 버블링플러그가 사용되며, 상기 버블링플러그는 열원케이싱(1), 즉 래들에 설치되어 있고, 상기 래들의 내부공간에는 고온의 용융물이 수용되어 있다.
구체적으로, 상기 계측장치(20)와 상기 피가열부재(10)는 전선유닛(11)를 통하여 연결된다. 상기 전선유닛(11)의 일단은 상기 피가열부재(10)의 내부에 매설되어 있고, 상기 전선유닛(11)의 타단은 상기 계측장치(20)와 연결된다.
상기 용융물에 의하여 상기 피가열부재(10)가 손상되면, 전기적으로 연결되어 있지 않았던 상기 전선유닛(11)의 일단이 상기 용융물을 매개로 전기적으로 연결됨으로써 상기 계측장치(20)는 상기 피가열부재(10)의 상태를 계측하게 된다
상기 계측장치(20)는 본체유닛(1000), 단열 플랜지 유닛(200) 및 내열 플레이트 유닛(100)을 포함하여 구성된다.
상기 본체유닛(1000)은 상기 피가열부재(10)와 연결되어 상기 피가열부재(10)의 상태를 계측하게 된다. 상기 본체유닛(1000)은 상기 피가열부재(10)가 설치된 열원케이싱(1)의 외측면과 일정간격 떨어져 배치된다.
상기 단열 플랜지 유닛(200)의 일단은 상기 열원케이싱(1)의 외측면에서 돌출된 케이싱 돌출부(1a)에 결합되고, 타단은 상기 본체유닛(1000)에 결합된다.
결과적으로, 상기 본체유닛(1000)은 상기 단열 플랜지 유닛(200)을 매개로 상기 케이싱 돌출부(1a)에 매달린 형태로 배치된다. 여기서, 상기 단열 플랜지 유닛(200)의 일단은 상기 케이싱 돌출부(1a)에 용접되고, 상기 단열 플랜지 유닛(200)의 타단은 상기 본체유닛의 설치프레임(600)에 용접된다.
상기 단열 플랜지 유닛(200)은 상기 케이싱 돌출부(1a)에 결합되는 제1 플랜지(210)와, 상기 제1 플랜지(210)와 일정간격 떨어져 배치되는 제2 플랜지(230)와, 상면은 상기 제1 플랜지(210)의 하면과 밀착됨과 동시에 하면은 상기 제2 플랜지(230)의 상면과 밀착되어 배치되는 제1 중간내열재(220)를 포함한다.
여기서, 상기 제1 플랜지(210)는 상기 케이싱 돌출부(1a)에 결합되는 제1 상면 플레이트(211)와, 상기 제1 상면 플레이트(211)와 일정간격 떨어져 배치되되 상기 제1 중간내열재의 상면과 접촉되는 제1 하면 플레이트(212)와, 일단은 상기 제1 상면 플레이트(211)의 하면과 결합되고 타단은 상기 제1 하면 플레이트(212)의 상면과 결합되는 제1 연결로드(213)를 포함한다. 상기 제1 상면 플레이트(211), 상기 제1 하면 플레이트(212) 및 상기 제1 연결로드(213)는 일체로 형성될 수도 있고, 개별적으로 제작되어 결합될 수도 있을 것이다.
상기 제2 플랜지(230)는 상기 제1 플랜지(210)와 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상기 단열 플랜지 유닛(200)은 상기 제2 플랜지(230)의 하부방향으로 일정간격 떨어져 배치되는 제3 플랜지(250)와, 상기 제3 플랜지(250)의 하부방향으로 일정간격 떨어져 배치되는 제4 플랜지(270)와, 상면은 상기 제2 플랜지(230)하면에 밀착됨과 동시에 하면은 상기 제3 플랜지(250)의 상면에 밀착되는 제2 중간내열재(240)와, 상면은 상기 제3 플랜지(250)의 하면에 밀착됨과 동시에 하면은 상기 제4 플랜지(270)의 상면에 밀착되는 제3 중간내열재(260)를 포함한다.
물론, 필요에 따라 플랜지의 개수 및 중간내열재의 개수가 변경될 수 있다. 또한, 상기 단열 플랜지 유닛(200)은 이웃하는 두 개의 플랜지와, 두 개의 플랜지 사이에 배치되는 중간내열재를 결합시키기 위한 별도의 결합부재를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 상기 단열 플랜지 유닛(200)은 상기 설치프레임(600)상에서 일정간을 가지면서 한쌍으로 배치된다. 물론, 상기 단열 플랜지 유닛(200)은 필요에 따라 하나 이상으로 구비될 수도 있을 것이다.
상기 단열 플랜지 유닛(200)은 상기 본체유닛(1000)을 지지함과 동시에 고온의 열을 방출하는 케이싱 돌출부(1a)에서 상기 본체유닛(1000)으로 전달되는 열을 차단하게 되어 상기 본체유닛(1000)의 기판어셈블리가 고열로 인하여 오작동되는 것을 방지할 수 있게 된다. 일례로, 상기 케이싱 돌출부(1a)의 온도가 250℃ 일때 상기 본체유닛(1000)으로 전달되는 온도는 150℃ 정도되도록 열을 차단하게 된다.
상기 내열 플레이트 유닛(100)은 상기 케이싱 돌출부(1a)에 결합되되, 상기 열원케이싱(1)의 외측면과 상기 본체유닛(1000)의 사이에 배치되어 상기 열원케이싱(1)에서 방출되는 열이 상기 본체유닛(1000)으로 전달되는 것을 차단하게 된다.
이때 상기 내열 플레이트 유닛(100)은 상기 케이싱 돌출부(1a)의 하부방향으로 매달린 형태로 상기 케이싱 돌출부(1a)에 결합되어, 상기 열원케이싱(1)의 외측면으로부터 일정간격 떨어져 배치된다. 동시에, 상기 내열 플레이트 유닛(100)은 상기 본체유닛(1000)으로부터도 일정 간격 떨어져 배치된다.
여기서, 상기 본체유닛(1000)의 전방에서 바라볼 때 상기 내열 플레이트 유닛(100)의 투영면적은 상기 본체유닛(1000)의 투영면적보다 크게 형성된다. 즉, 상기 본체유닛(1000)의 전방에서 바라볼때 상기 본체유닛과 상기 단열 플랜지 유닛(200)은 상기 내열 플레이트 유닛(100)의 투영면적 내부에 위치하게 된다.
결과적으로, 상기 내열 플레이트 유닛(100)은 상기 열원케이싱(1)에서 방출되는 대류열 및 복사열이 상기 본체유닛(1000) 및 상기 단열 플랜지 유닛(200)으로 전달되는 것을 차단하게 된다.
상기 내열 플레이트 유닛(100)은 금속프레임(110)과, 상기 금속프레임(110)에 형성된 설치홈(111)에 삽입되어 배치되는 내열 플레이트(120)를 포함한다. 상기 금속프레임(110)은 상기 케이싱 돌출부(1a)에 용접을 통하여 결합된다.
한편, 상기 본체유닛(1000)은 본체케이스(320), 설치프레임(600), 내열부재 어셈블리(380), 배터리(700), 기판어셈블리(800), 베이스 플레이트(900), 전방커버(400), 안테나(550), 온도센서(540), 냉각팬(530), 표시유닛(510) 및 스위치유닛(520)을 포함하여 구성된다.
상기 본체케이스(320)는 일면이 개방된 박스형태를 가지며, 내부에는 상기 내열부재 어셈블리(380)가 수용되는 공간을 형성한다.
상기 본체케이스(320)의 전면 양측에는 측면 돌출 프레임(321)이 형성되어 있으며, 상기 측면 돌출 프레임(321)은 상기 전방커버(400)와 결합된다.
상기 본체케이스(320)의 상면에는 상부 내열블럭(310)이 배치된다. 상기 상부 내열블럭(310)은 상기 본체케이스(320)의 상부방향에서 전달되는 대류열 및 복사열을 차단하게 된다.
상기 설치프레임(600)은 상기 본체케이스(320)의 외측면 중 적어도 일부를 감싸면서 배치되되 상기 단열 플랜지 유닛(200)의 타단과 결합된다.
상기 설치프레임(600)은 상기 본체케이스(320) 및 상기 상부 내열블럭(310)의 외측면 중 일부를 감싸게 배치된다.
구체적으로, 상기 설치프레임(600)은 일정간격을 가지면서 배치되는 제1 설치프레임(610)과 제2 설치프레임(620)을 포함한다. 상기 제1 설치프레임(610)의 상면 및 상기 제2 설치프레임(620)의 상면은 상기 상부 내열블럭(310)의 상면에서 일정 높이를 가지면서 배치된다. 그리고, 상기 단열 플랜지 유닛(200)의 타단은 상기 제1 설치프레임(610)의 상면 및 상기 제2 설치프레임(620)의 상면에 동시에 결합된다.
결과적으로, 상기 단열 플랜지 유닛(200)의 타단과 상기 상부 내열블럭(310)의 상면 사이에는 일정 공간을 형성하게 되고, 이로 인하여 상기 단열 플랜지 유닛(200)을 통하여 상기 상부 내열블럭(310)으로 전도되는 열은 최소화될 수 있게 된다.
상기 내열부재 어셈블리(380)는 상기 본체케이스(320)의 내부공간 상에 배치된다.
구체적으로, 상기 내열부재 어셈블리(380)는 상기 본체케이스(320)의 내부공간에 배치되는 제1 내열부재(330)와, 상기 제1 내열부재(330)의 내부공간에 배치되는 제2 내열부재(360)와, 상기 제2 내열부재(360)의 내부공간에 배치되는 제3 내열부재(370)를 포함한다.
상기 제1 내열부재(330), 상기 제2 내열부재(360) 및 상기 제3 내열부재(370)는 모두 일면이 개방된 박스형태를 가진다. 상기 내열부재들은 일체로 형성이 될 수도 있지만, 개별적인 블럭들이 결합되어 형성될 수도 있을 것이다.
여기서, 상기 제1 내열부재(330)는 상기 제2 내열부재(360)보다 단단한 재질이며, 상기 제2 내열부재(360)는 압축가능한 재질이며, 상기 제3 내열부재(370)는 진공단열재 일 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 내열부재(330)는 세라믹 보드로 구비될 수 있고, 상기 제2 내열부재(360)는 세라크울(Cerakwool) 또는 에어로겔(Aerogel)로 구비될 수 있다.
상기 제2 내열부재(360)는 제2 외측 내열부재(340)와 제2 내측 내열부재(350)를 포함하고, 상기 제2 외측 내열부재(340)와 상기 제2 내측 내열부재(350)는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다.
결과적으로, 상기 제1 내열부재(330)는 형상변형이 되지 않도록 함으로써 외부의 충격을 견딜 수 있게 되고, 상기 제2 내열부재(360)는 압축가능한 재질로 구비되어 주어진 공간에서 최대한으로 해당 내열부재를 배치시킬 수 있으며, 상기 제3 내열부재(370)는 진공단열재로 사용함으로써 두께를 줄이면서도 단열효과를 높일 수 있게 된다.
상기 배터리(700)는 상기 내열부재 어셈블리, 즉 상기 제3 내열부재(370)의 내부공간상에 배치된다. 상기 배터리(700)는 상기 본체유닛(1000)을 구성하는 세부구성들 중 전기가 사용되는 구성들에게 전력을 공급하게 된다.
또한, 상기 기판어셈블리(800)는 상기 내열부재 어셈블리, 즉 상기 제3 내열부재(370)의 내부공간상에 배치되어 상기 배터리(700)와 연결된다.
여기서, 상기 전선유닛(11)의 타단은 상기 기판어셈블리(800)와 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 전선유닛(11)의 타단은 상기 제1 내열부재(330) 및 상기 제2 내열부재(360)를 관통하여 배치된다. 반면, 상기 전선유닛(11)의 타단은 상기 제3 내열부재(370)를 관통하지 않고 상기 제3 내열부재(370)의 개방된 일면을 경유하면서 상기 기판어셈블리(800)와 연결된다.
상기 기판어셈블리(800)는 기판본체(840), 상기 기판본체(840)와 전기적으로 연결되어 상기 피가열부재(10)의 상태를 측정하기 위한 센싱유닛(810)과, 상기 센싱유닛(810)에서 센싱된 센싱데이터를 포함하는 통합정보를 외부 기기로 송신하기 위한 통신유닛(830)과, 상기 센싱데이터를 분석함과 동시에 상기 본체유닛(1000)을 제어하기 위한 제어유닛(820)을 포함한다.
상기 기판본체(840)는 서로 적층되는 두 개의 회로기판을 포함하고, 두 개의 회로기판은 서로 전기적으로 연결되어 있다. 상기 기판본체(840)가 두 개의 회로기판으로 구성됨으로써 상기 제3 내열부재(370)의 내부공간을 효율적으로 이용할 수 있고, 이로 인하여 본체유닛(1000)을 제조하는데 소요되는 비용을 줄일 수 있게 된다.
만약, 회로기판 면적이 커지게 되면, 상기 열원케이싱(1)에서 방출되는 열로부터 회로기판을 보호하기 위한 상기 제3 내열부재(370)의 내부공간이 증가하게 되고, 상기 제3 내열부재(370)의 내부공간이 증가하게 되면 상기 본체유닛(1000)의 크기가 증가하게 되어 제조비용이 증가하는 문제가 있게 된다.
상기 안테나(550)는 외부기기와의 통신을 위하여 구비되고, 상기 온도센서(540)는 상기 내열부재 어셈블리(380)의 내부공간 온도, 즉 기판어셈블리(800)의 온도를 센싱하게 된다.
상기 냉각팬(530)은 상기 제어유닛(820)에 의하여 제어되면서, 상기 본체케이스(320)의 내부로 외기를 흡입하여 상기 배터리(700) 및 상기 기판어셈블리(800)를 냉각시키게 된다.
상기 스위치유닛(520)은 상기 본체유닛(1000)의 작동여부를 제어하기 위한 것 이며, 상기 표시유닛(510)은 상기 기판어셈블리(800)의 온도가 정상범위에 있는지 또는 정상범위를 벗어나는지를 표시하게 된다. 상기 표시유닛(510)은 엘이디로 구비될 수 있다.
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 표시유닛(510)은 디스플레이 패널로 구비되어 상기 피가열부재(10)의 상태에 대한 정보를 표시할 수도 있을 것이다.
상기 베이스 플레이트(900)는 금속재질로 구비되며, 상기 베이스 플레이트(900)에는 상기 기판어셈블리(800)가 설치된다.
또한, 상기 베이스 플레이트(900)에는 상기 냉각팬(530)으로 공기가 유입되도록 하기 위한 유입구(910)와, 상기 내열부재 어셈블리(380)의 내부공간을 순환한 공기가 배출되는 배출구(920)와, 상기 안테나(550)가 상기 베이스 플레이트(900)의 전방에서 노출되도록 하기 위한 안테나 노출구(930)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스 플레이트(900)에는 상기 베이스 플레이트(900)의 전방에서 상기 표시유닛(510)이 노출되도록 하기 위한 표시유닛 노출구(940)와, 상기 스위치유닛(520)이 노출되도록 하기 위한 스위치 노출구(950)가 형성될 수 있다.
상기 전방커버(400)는 상기 베이스 플레이트(900)의 전방에 배치되되 상기 본체케이스(320)와 결합된다.
상기 전방커버(400)는 복수개의 관통홀(미도시)이 형성된 타공망(410)과, 상기 타공망(410)의 전방에 배치되면서 상기 타공망(410)의 일부에 밀착배치되어 상기 본체케이스의 측면 돌출 프레임(321)와 결합됨으로써 상기 타공망(410)을 지지하는 전방프레임(480)을 포함한다.
상기 전방프레임(480)은 상기 타공망(410)의 상부영역 전방에 배치되는 제1 전방프레임(440)과, 상기 타공망(410)의 하부영역 전방에 배치되는 제2 전방프레임(470)을 포함한다.
상기 제1 전방프레임(440)은 상기 측면 돌출 프레임(321)와의 결합을 위한 제1 결합프레임(420)과, 제1 결합프레임(420)의 강도를 보강하기 위한 제1 보강프레임(430)을 포함할 수 있다.
상기 제2 전방프레임(470)은 상기 측면 돌출 프레임(321)와의 결합을 위한 제2 결합프레임(450)과, 제2 결합프레임(450)의 강도를 보강하기 위한 제2 보강프레임(460)을 포함할 수 있다.
상기 타공망(410)은 양측단부가 밴딩된 상태에서 상기 전방프레임(480)에 의하여 지지된다. 상기 타공망(410)의 중앙영역은 상기 베이스 플레이트(900)와 이격되어 배치되어 상기 타공망(410)의 중앙영역과 상기 베이스 플레이트(900)사이에는 공간인 개방공간이 형성된다.
상기 개방공간상에는 상기 베이스 플레이트(900)를 관통하는 상기 안테나(550)의 일부분, 상기 표시유닛(510)의 일부분 및 상기 스위치유닛(520)의 일부분이 배치된다.
결과적으로, 컴팩트한 구조를 가지면서도 열원케이싱에서 방출되는 열로부터 본체유닛의 기판어셈블리를 보호할 수 있게 된다.
한편, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 피가열부재의 상태를 측정하기 위한 계측장치의 제어방법의 일 실시 예를 설명한다.
먼저, 상기 센싱유닛(810)이 상기 제어유닛(820)으로부터 비주기 센싱요청 신호가 있었는지를 판단하는 신호판단단계가 수행된다(S10). 여기서, 비주기 센싱요청 신호는 상기 센싱유닛(810)의 센싱주기가 아닌 시점에서 상기 센싱유닛(810)이 센싱데이터를 센싱하도록 상기 제어유닛(820)이 상기 센싱유닛(810)으로 송신하는 신호를 의미한다.
결과적으로, 상기 신호판단단계가 수행되기 이전에 상기 제어유닛(820)이 상기 센싱유닛(810)으로 비주기 센싱 요청신호를 송신하는 단계를 수행할 수 있다.
만약, 비주기 센싱요청 신호가 있었다면, 상기 온도센서(540)가 상기 내열부재 어셈블리(380)의 내부공간 온도인 측정온도를 센싱하는 온도센싱단계가 수행된다(S30).
만약, 비주기 센싱요청 신호가 없었다면, 상기 센싱유닛(810)은 센싱데이터를 센싱하는 간격인 센싱주기가 도달했는지를 판단하게 된다(S20).
그리고, 현재 시점이 센싱주기에 도달했으면, 상기 온도센싱단계가 수행된다. 그러나, 현재 시점이 센싱주기에 도달하지 않았다면, 상기 센싱유닛(810)은 센싱주기에 도달하거나 상기 비주기 센싱요청 신호를 수신하기 전까지 대기하게 된다.
상기 온도센싱단계가 수행된 이후에는 상기 제어유닛이 상기 측정온도와 미리 설정된 설정온도 허용범위를 비교하는 비교단계가 수행된다(S40).
다음으로, 상기 측정온도가 상기 설정온도 허용범위를 벗어나면, 상기 제어유닛이 상기 냉각팬(530)을 구동하는 냉각팬 구동단계가 수행된다(S50).
상기 냉각팬 구동단계가 수행된 이후에는 다시 상기 제어유닛이 상기 측정온도와 미리 설정된 설정온도 허용범위를 비교하는 비교단계가 수행된다.
다음으로, 상기 측정온도가 상기 설정온도 허용범위 내에 있으면, 상기 센싱유닛(810)이 상기 피가열부재(10)의 상태를 센싱하는 상태센싱단계가 수행된다(S60).
다음으로, 상기 센싱유닛(810)이 상기 상태센싱단계에서 센싱한 센싱데이터를 상기 제어유닛(820)으로 송신하는 단계가 수행된다(S70).
다음으로, 상기 제어유닛(820)이 상기 센싱데이터를 수신하는 단계가 수행된다(S80).
다음으로, 상기 제어유닛(820)이 상기 센싱데이터를 분석하는 단계가 수행된다(S90).
다음으로, 상기 제어유닛(820)이 상기 피가열부재(10)를 사용하여 수행된 공정에 대한 공정횟수를 카운팅하는 단계가 수행된다(S100).
다음으로, 상기 제어유닛(820)이 상기 센싱데이터 및 상기 공정횟수를 포함하는 통합정보를 분류하는 데이터 분류단계가 수행된다(S110).
다음으로, 상기 통신유닛(830)이 통신 대상이 되는 외부 기기들과의 통신가능여부를 확인하는 단계가 수행된다(S120).
마지막으로, 상기 통신유닛이 상기 통합정보 중 통신대상이 되는 외부 기기들 각각에 대응되는 모니터링정보를 개별적으로 상기 외부 기기들로 송신하는 단계가 수행된다(S130).
일례로, 관리자의 외부기기로는 배터리의 충전상황여부, 내열부재 어셈블리의 내부공간 온도 등에 대한 정보가 송신될 수 있고, 사용자의 외부기기로는 피가열부재의 상태에 대한 정보, 공정횟수 등에 대한 정보가 송신될 수 있을 것이다. 물론, 상기 통신유닛(830)이 상기 외부 기기들로 송신하는 정보는 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명은 제철소, 발전소, 유리 성형 공장 등에서 사용되는 다양한 공업로(가열로, 열처리로, 소성로, 고로 등)의 내부에 설치되는 피가열부재(예를 들면, 내화물 등)가 열충격에 의해 손상을 입을 때, 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 장치에 적용될 수 있다.
이러한 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치 및 이의 제어방법은 피가열부재의 상태를 즉각적으로 판단함에 따라 피가열부재의 손상에 따른 공업로를 비롯한 다양한 내화물의 열손실, 외부 설비의 손상, 현장 작업자의 안전사고 등을 방지할 수 있는 피가열부재 통합관리 시스템에 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 열원에 의하여 가열되는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치에 있어서,
    상기 피가열부재와 연결되어 상기 피가열부재의 상태를 계측하되, 상기 피가열부재가 설치된 열원케이싱의 외측면과 일정간격 떨어져 배치되는 본체유닛;
    일단은 상기 열원케이싱의 외측면에서 돌출된 케이싱 돌출부에 결합되고, 타단은 상기 본체유닛에 결합되어 상기 본체유닛이 상기 케이싱 돌출부에 매달린 형태로 배치되도록 하기 위한 단열 플랜지 유닛; 그리고,
    상기 케이싱 돌출부에 결합되되, 상기 열원케이싱의 외측면과 상기 본체유닛의 사이에 배치되어 상기 열원케이싱에서 방출되는 열이 상기 본체유닛으로 전달되는 것을 차단하기 위한 내열 플레이트 유닛을 포함하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체유닛은 본체케이스와, 상기 본체케이스의 외측면 중 적어도 일부를 감싸면서 배치되되 상기 단열 플랜지 유닛의 타단과 결합되는 설치프레임과, 상기 본체케이스의 내부공간에 배치되는 내열부재 어셈블리와, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간 상에 배치되는 배터리와, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간상에 배치되되 상기 배터리와 연결되는 기판어셈블리와, 상기 기판어셈블리의 설치를 위한 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 전방에 배치되되 상기 본체케이스와 결합되는 전방커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본체유닛은 외부 기기와의 통신을 위한 안테나, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간의 온도를 센싱하기 위한 온도센서, 상기 배터리 및 상기 기판어셈블리를 냉각시키기 위한 냉각팬을 더 포함하고,
    상기 기판어셈블리는 상기 피가열부재의 상태를 측정하기 위한 센싱유닛과, 상기 센싱유닛에서 센싱된 센싱데이터를 포함하는 통합정보를 외부 기기로 송신하기 위한 통신유닛과, 상기 센싱데이터를 분석함과 동시에 상기 본체유닛을 제어하기 위한 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에는 상기 냉각팬으로 공기가 유입되도록 하기 위한 유입구와, 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간을 순환한 공기가 배출되는 배출구와, 상기 안테나가 상기 베이스 플레이트의 전방에서 노출되도록 하기 위한 안테나 노출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 내열부재 어셈블리는 상기 본체케이스의 내부공간에 배치되는 제1 내열부재와, 상기 제1 내열부재의 내부공간에 배치되는 제2 내열부재와, 상기 제2 내열부재의 내부공간에 배치되는 제3 내열부재를 포함하며,
    상기 제1 내열부재는 상기 제2 내열부재보다 단단한 재질이며, 상기 제2 내열부재는 압축가능한 재질이며, 상기 제3 내열부재는 진공단열재 인 것을 특징으로 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전방커버는 복수개의 홀이 형성된 타공망과, 상기 타공망의 전방에 배치되면서 상기 타공망의 일부에 밀착배치되어 상기 본체케이스의 측면 돌출 프레임와 결합됨으로써 상기 타공망을 지지하는 전방프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단열 플랜지 유닛은 상기 케이싱 돌출부에 결합되는 제1 플랜지와, 상기 제1 플랜지와 일정간격 떨어져 배치되는 제2 플랜지와, 상면은 상기 제1 플랜지와 밀착되고, 하면은 상기 제2 플랜지와 밀착되어 배치되는 제1 중간내열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치.
  8. 제3항에 따른 피가열부재의 상태를 측정하기 위한 계측장치의 제어방법으로서,
    상기 온도센서가 상기 내열부재 어셈블리의 내부공간 온도인 측정온도를 센싱하는 온도센싱단계;
    상기 제어유닛이 상기 측정온도와 미리 설정된 설정온도 허용범위를 비교하는 비교단계;
    상기 측정온도가 상기 설정온도 허용범위를 벗어나면, 상기 제어유닛이 상기 냉각팬을 구동하는 냉각팬 구동단계;
    상기 측정온도가 상기 설정온도 허용범위 내에 있으면, 상기 센싱유닛이 상기 피가열부재의 상태를 센싱하는 상태센싱단계; 그리고,
    상기 센싱유닛이 상기 상태센싱단계에서 센싱한 센싱데이터를 상기 제어유닛으로 송신하는 단계를 포함하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어유닛이 상기 센싱데이터를 수신하는 단계;
    상기 제어유닛이 상기 센싱데이터를 분석하는 단계;
    상기 제어유닛이 상기 피가열부재를 사용하여 수행된 공정에 대한 공정횟수를 카운팅하는 단계;
    상기 제어유닛이 상기 센싱데이터 및 상기 공정횟수를 포함하는 통합정보를 분류하는 데이터 분류단계;
    상기 통신유닛이 통신 대상이 되는 외부 기기들과의 통신가능여부를 확인하는 단계; 그리고,
    상기 통신유닛이 상기 통합정보 중 통신대상이 되는 외부 기기들 각각에 대응되는 모니터링정보를 개별적으로 상기 외부 기기들로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치의 제어방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 센싱유닛의 센싱주기가 아닌 시점에 상기 센싱유닛이 상기 센싱데이터를 센싱하도록 상기 제어유닛이 상기 센싱유닛으로 비주기 센싱 요청신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 피가열부재의 상태를 계측하기 위한 계측장치의 제어방법.
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