| 1 |
1
와이어 형태로서 온도 측정 대상(1)의 표면에 부착되고 끝단에 초음파 주파수를 갖는 펄스 신호 형태의 전압이나 전류가 공급되었을 때 와이어 형태로 제작된 몸체의 원주 방향으로 자기장이 형성되는 초음파 도파로(3)와;상기 초음파 도파로(3)의 끝단에 초음파 주파수를 갖는 펄스 신호 형태의 전압이나 전류를 공급하는 신호 공급부(5);상기 초음파 도파로(3)의 특정 지점에 가공되거나 장착되어 초음파 도파로(3)에 형성된 원주 방향의 자기장이나, 초음파 도파로(3)에 형성된 원주 방향의 자기장에 의해 생성된 종파(Longitudinal wave) 형태의 초음파와 만났을 때 초음파 도파로(3)의 특정 지점으로부터 초음파 도파로(3)의 양 끝단 방향으로 반사 초음파를 발생하는 반사파 발생 수단(7);상기 초음파 도파로(3)의 어느 한 부분에 장착되어 신호 공급부(5)로부터 공급된 초음파 주파수를 갖는 펄스 신호 형태의 전압이나 전류 또는 반사파 발생 수단(7)으로부터 발생 된 반사 초음파를 수신하는 신호 수신부(9);및 상기 신호 수신부(9)에 신호 공급부(5)로부터 공급된 펄스 신호 형태의 전압이나 전류가 수신된 시간으로부터 신호 수신부(9)에 반사 초음파가 수신되는 시간까지의 시간차를 계산하고, 상기 온도 측정 대상(1)의 표면 온도에 따라 달라지는 시간차를 온도 측정 대상(1)의 표면 온도값으로 환산하는 신호 처리부(11)로 이루어지며,상기 반사파 발생 수단(7)은 초음파 도파로(3)의 2지점 이상에 장착되고, 상기 신호 수신부(9)는 신호 공급부(5)로부터 공급된 초음파 주파수를 갖는 펄스 신호 형태의 전압이나 전류와 초음파 도파로(3)의 2지점 이상에 각기 설치된 반사파 발생 수단(7)으로부터 전송된 반사 초음파를 수신하며,상기 신호 처리부(11)는 신호 공급부(5)로부터 신호 수신부(9)로 펄스 신호 형태의 전압이나 전류가 수신된 시간으로부터 초음파 도파로(3)의 각 지점에 설치된 2개 이상의 반사파 발생 수단(7)으로부터 신호 수신부(9)로 각각 수신된 반사 초음파까지의 시간차를 각기 계산하고, 각기 계산된 시간차를 온도 값으로 환산함으로써 온도 측정 대상(1)에서 2지점 이상의 온도값을 측정하고,와이어 형태의 초음파 도파로(3)는 온도 측정 대상(1)의 표면에 온도 측정 대상(1)의 길이 방향으로 부착되거나 온도 측정 대상(1)의 표면에 나선 형태로 휘감기는 것이며,상기 반사파 발생 수단(7)은 초음파 도파로(3)의 외부 둘레 면을 초음파 도파로(3)의 원주 방향으로 절삭 가공한 노치(Notch)이고,상기 노치는 초음파 도파로(3)의 외부 둘레 면을 삼각 형태로 절삭 가공한 삼각 노치(23)(Notch)이거나, 초음파 도파로(3)의 외부 둘레 면을 반원 형태로 절삭 가공한 원형 노치(25), 또는 초음파 도파로(3)의 외부 둘레 면을 사각 형태로 절삭 가공한 사각 노치(27)로 구성되며,상기 신호 수신부(9)는 초음파 도파로(3)의 일단에서 초음파 도파로(3)에 공급되는 펄스 형태의 전압이나 전류 또는 삼각 노치(23)나 원형 노치(25) 또는 사각 노치(27)로부터 반사되어 돌아오는 종파 형태의 초음파 신호를 수신하는 센싱 코일(29)(Sensing Coil)을 포함하고,상기 신호 처리부(11)는 신호 수신부(9)를 통해 수신된 반사 초음파를 소정 이득으로 증폭하는 증폭부(13)와; 상기 증폭부(13)를 통해 증폭된 반사 초음파는 통과시키는 반면, 반사 초음파 이외의 노이즈(Noise) 신호는 통과 저지시키는 대역 통과 필터(15); 상기 대역 통과 필터(15)를 통과한 반사 초음파 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부(17); 상기 신호 수신부(9)에 신호 공급부(5)로부터 공급된 펄스 신호 형태의 전압이나 전류가 수신된 시간으로부터 디지털 변환부(17)로부터 디지털 신호로 변환된 반사 초음파 신호가 수신되는 시간까지의 시간차를 계산하는 시간차 계산부(19);및 상기 시간차 계산부(19)에 의해 계산된 시간차를 온도 값으로 환산하는 온도 변환부(21)를 포함하며,상기 디지털 변환부(17)는 반사 초음파 신호가 디지털 변환부(17)에 설정된 기준 전압을 초과하였을 때에는 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면에, 반사 초음파 신호가 디지털 변환부(17)에 설정된 기준 전압 미만일 때에는 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 초음파 도파로를 이용한 표면 온도 측정 장치
|
