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접촉식 슬라이딩 온도 센서

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

접촉식 슬라이딩 온도 센서

보유기관 및 연구자 : 한국철도기술연구원 김민수

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

주요기술구성: ▶ 슬라이딩 온도센서는 접촉부, 와이어, 브라켓, 몸체부, 조정부, 조정판, 신호선 및 커넥터를 포함하고, 접촉부는 온도 측정의 대상이 되는 측정 대상과 직접 접촉하며, 측정 대상은 철도차량이나 승용/상용차량의 제동디스크일 수 있고, 제동 디스크는 일체형 제동 디스크 외에 분리형 제동 디스크에도 적용이 가능함
▶ 접촉면의 앞면 및 후면은 일체로 형성되지만, 전체적으로 ‘U’자형 형상을 가지도록 형성됨
▶ 고정 프레임은 접촉면의 상측에 형성되며, 소정의 높이에 브라켓이 고정되는 고정홀이 형성됨. 그리하여 접촉부는 하측의 측정 대상과 접촉하는 면이 형성되고, 상측에는 브라켓이 고정되는 고정프레임이 구비됨
▶ 와이어는 접촉면과 연결되는 고정프레임의 앞단에 연결되고, 와이어는 접촉부와 소정의 폐회로를 구성하면서도 서로 다른 금속 재료로 형성되며 와이어와 접촉부 사이에서는 접촉면이 측정 대상과 접촉하여 열이 발생됨에 따라, 기전력이 발생하게 되며 이러한 기전력은 와이어와 접촉부 사이의 온도차에 비례하여 증가하게 되고 이러한 기전력을 측정함으로써 측정대상의 온도를 계측할 수 있음

시장동향: ▶ 전 세계 온도센서 시장은 2016년 47억 5,000만 달러에서 연평균 성장률 11.54%로 증가하여 2021년에는 82억 달러에 이를 것으로 전망됨
▶ 우리나라 온도센서 시장은 2017년 1억 1,440만 달러에서 연평균 성장률 4.4%로 증가하여 2023년에는 1억 4,820만 달러에 이를 것으로 전망됨

특장점

기존 기술의 문제점: ▶ 철도 차량을 포함한 주행중인 차량을 정지시키는 제동 작용은 차륜-제륜자 또는 디스크-패드의 마찰력에 의해 이루어지는데, 이러한 제동 작용 시 디스크의 마찰면에서는 고온의 열이 발생하며 이로 인해 마찰계수 변화, 균열, 미세먼지 발생 등의 다양한 문제를 야기함
▶ 따라서 디스크 마찰면의 온도측정은 중요한 사항이며, 디스크 마찰면에 대한 온도 측정 기술로 브레이크 디스크에 소정 간격으로 온도감지센서를 위치시키거나 비접촉식 온도센서를 이용하여 측정하는 기술이 있음
▶ 그러나 비접촉식의 경우, 측정 대상에 대한 정확한 온도 측정이 어려우며, 실제 온도의 추정을 위한 온도 보상 등의 단계가 필요하여 측정 결과의 신뢰성이 높지 않음

기존 기술과의 차별성: ▶ 제동 시 발생하는 제동디스크의 표면온도를 접촉식으로 직접 측정함으로써 측정 결과의 정확성을 기대할 수 있음
▶ 접촉면의 조정을 통해 측정부의 편마모를 최소화하여 센서의 수명을 향상시킬 수 있음
▶ 조정판의 양 측의 높이가 각각 제어됨에 따라 제 1 브라켓 및 제 2 브라켓에 인가되는 탄성이 각각 변화하여 접촉면의 위치를 조정할 수 있음