KR20220041302A - Gas temperature field measuring device - Google Patents

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KR20220041302A
KR20220041302A KR1020200124261A KR20200124261A KR20220041302A KR 20220041302 A KR20220041302 A KR 20220041302A KR 1020200124261 A KR1020200124261 A KR 1020200124261A KR 20200124261 A KR20200124261 A KR 20200124261A KR 20220041302 A KR20220041302 A KR 20220041302A
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박문수
이준권
정진규
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a gas temperature field measurement device which comprises: a fixing unit surrounding a measurement target; a sound wave generation unit disposed in the outside of the fixing unit and generating a sound wave through laser-induced rupture in the measurement target. Therefore, the present invention can improve accuracy of gas temperature field measurement.

Description

가스 온도장 측정장치{GAS TEMPERATURE FIELD MEASURING DEVICE}Gas temperature field measuring device {GAS TEMPERATURE FIELD MEASURING DEVICE}

본 발명은 가스 온도장 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 유도 파열 현상을 이용하여 음파를 발생하고, 여러 경로에 대한 음파 도달시간을 측정하여 온도장을 정확하게 계산할 수 있는 가스 온도장 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring a gas temperature field, and more particularly, to an apparatus for measuring a gas temperature field that can accurately calculate a temperature field by generating a sound wave using a laser-induced rupture phenomenon and measuring the arrival time of the sound wave for various paths is about

일반적으로 가스 온도장 측정을 위해 열전대 방식이 사용된다. 열전대 방식은 측정 대상 내부로 열전대를 삽입하여 탐침과 가스간 열 평형상태 도달시 온도값을 기록하는 방식이다. 이는 가스장 내부로 탐침을 삽입하여야 하므로 유동과 온도장을 교란하고 측정 오차가 발생하는 문제점이 있다.In general, a thermocouple method is used to measure the gas temperature field. In the thermocouple method, a thermocouple is inserted into the measurement target and the temperature value is recorded when a thermal equilibrium state between the probe and the gas is reached. Since the probe must be inserted into the gas field, there is a problem in that the flow and temperature fields are disturbed and measurement errors occur.

이러한 문제점을 해결하기 위해 탐침 삽입을 하지 않는 간접 가스 온도 측정 방식에 대한 연구 개발이 진행되고 있다.In order to solve this problem, research and development on an indirect gas temperature measurement method that does not insert a probe is in progress.

그 중 음향학적 온도 측정법은 음파 전달 속도가 매질 온도의 제곱근에 비례한다는 사실에 근거한다. 음파 전달 속도는 음파 발생 위치와 시점을 기준으로 음파 수신 위치와 도달시간 측정을 통해 계산할 수 있다.Among them, acoustic temperature measurement is based on the fact that the speed of sound wave propagation is proportional to the square root of the medium temperature. The sound wave propagation speed can be calculated by measuring the sound wave reception location and arrival time based on the sound wave generation location and time.

음파 도달 시간은 음파 발생과 수신 위치 사이의 경로 함수로, 온도장은 다양한 경로에 대한 음파 도달시간으로부터 토모그래프(tomography) 기법을 통해 계산된다. 이때, 온도장의 정확도는 음파 도달시간을 달리하는 음파 전달 경로의 수가 많을수록 높아진다.The arrival time of the sound wave is a function of the path between the sound wave generation and the reception location, and the temperature field is calculated from the arrival time of the sound wave for various paths through the tomography technique. At this time, the accuracy of the temperature field increases as the number of sound wave transmission paths with different sound wave arrival times increases.

종래에는 초음파 방사기 또는 펄스 전기방전을 통해 음파를 발생하고, 초음파 수신기 또는 마이크로폰을 통해 음파를 수신하고 있다. Conventionally, a sound wave is generated through an ultrasonic emitter or a pulse electric discharge, and the sound wave is received through an ultrasonic receiver or a microphone.

그러나, 초음파 방사기를 통한 음파 발생 방식은 해당 장치의 낮은 작동 온도 범위로 인해 음원이 항상 측정 영역 주변의 벽면에 위치해야 되며 음원 경로는 항상 벽면에서 벽면으로 한정되는 문제점이 있다.However, the sound wave generation method through the ultrasonic emitter has a problem that the sound source must always be located on the wall around the measurement area due to the low operating temperature range of the device, and the sound source path is always limited from the wall to the wall.

한편, 펄스 전기방전을 통한 음파 발생 방식은 전극의 위치를 가스장 내에서 옮겨 측정을 할 수 있으나, 열전대와 마찬가지로 전극 삽입으로 인해 측정 대상을 교란하고 측정 오차를 야기하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.On the other hand, in the method of generating sound waves through pulse electric discharge, the position of the electrode can be moved in the gas field to measure it, but like a thermocouple, there is a problem of disturbing the measurement target due to the insertion of the electrode and causing a measurement error. Therefore, there is a need to improve it.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2002-0067393호(2002.08.22 공개, 발명의 명칭 : 음파를 이용한 보일러 내부 온도 측정장치)에 게시되어 있다.Background art of the present invention is published in Korean Patent Application Laid-Open No. 2002-0067393 (published on August 22, 2002, title of the invention: apparatus for measuring temperature inside a boiler using sound waves).

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 레이저 유도 파열 현상을 이용하여 음파를 발생하고, 여러 경로에 대한 음파 도달시간을 측정하여 온도장을 정확하게 계산할 수 있는 가스 온도장 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to improve the above problems, and a gas temperature field measuring device capable of accurately calculating a temperature field by generating a sound wave using a laser-induced rupture phenomenon and measuring the arrival time of the sound wave for various paths. Its purpose is to provide

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 온도장 측정장치는: 측정대상부를 둘러싸는 고정부; 상기 고정부의 외부에 배치되고, 상기 측정대상부에 레이저 유도 파열을 통한 음파를 발생시키는 음파발생부; 및 상기 고정부에 장착되고, 상기 측정대상부에서 발생되는 음파를 측정하는 음파측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A gas temperature field measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a fixing part surrounding a measurement target part; a sound wave generator disposed outside the fixing part and generating a sound wave through laser-induced rupture in the measurement target part; and a sound wave measurement unit mounted on the fixing unit and measuring sound waves generated from the measurement target unit.

상기 고정부는 상기 측정대상부를 커버하는 띠 형상을 하는 고정틀부; 및 상기 고정틀부에 형성되고 상기 음파발생부에서 조사되는 광을 투과시키는 하나 이상의 고정창부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fixing part includes a fixing frame part having a band shape to cover the measurement target part; and at least one fixing window formed in the fixing frame and transmitting the light irradiated from the sound wave generator.

상기 고정부는 상기 고정틀부를 냉각시키는 고정냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The fixing unit may further include a fixed cooling unit for cooling the fixing frame unit.

상기 고정창부를 투과한 광은 상기 측정대상부의 중심을 벗어난 지점으로 이동되어 레이저 유도 파열 위치의 비대칭을 유도하는 것을 특징으로 한다.The light passing through the fixed window is moved to a point out of the center of the measurement target portion to induce an asymmetry of the laser-induced rupture position.

상기 음파발생부는 레이저광을 발생하는 광발생부; 및 상기 광발생부에서 조사되는 레이저광을 집속하여 상기 측정대상부 내에서 레이저 유도 파열을 유도하는 광집속부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sound wave generator includes a light generator for generating laser light; and a light focusing unit that focuses the laser light irradiated from the light generating unit to induce laser-induced rupture in the measurement target unit.

상기 음파발생부는 상기 광집속부의 위치를 조절하여 상기 측정대상부 내에서 레이저 유도 파열 지점을 변경하는 광조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The sound wave generator may further include a light control unit configured to change the laser-induced rupture point within the measurement target unit by adjusting the position of the light focusing unit.

상기 광조절부는 조절프레임부; 상기 조절프레임부에 회전 가능하도록 장착되고 나사산이 형성되는 조절나사부; 상기 조절나사부를 회전시키는 조절회전부; 및 상기 조절나사부에 나사 결합되고, 상기 광집속부를 지지하며, 상기 조절나사부가 회전됨에 따라 직선 이동되는 조절받침부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The light control unit includes a control frame unit; an adjustment screw portion rotatably mounted to the adjustment frame portion and having a screw thread; an adjusting rotation unit for rotating the adjusting screw unit; and an adjustment support part screwed to the adjusting screw part, supporting the light focusing part, and moving linearly as the adjusting screw part is rotated.

본 발명에 따른 가스 온도장 측정장치는 음파발생부가 측정대상부의 외부에 배치된 상태에서 측정대상부의 내부 공간에 레이저 유도 파열을 통한 음파를 발생시켜 주고, 음파측정부가 여러 경로에 대한 음파 도달시간을 감지하여 가스 온도장 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.The gas temperature field measuring device according to the present invention generates a sound wave through laser-induced rupture in the inner space of the measurement target part in a state in which the sound wave generator is disposed outside the measurement target part, and the acoustic wave measuring part measures the sound wave arrival time for various paths It is possible to improve the gas temperature field measurement accuracy by detecting it.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 온도장 측정장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부로 입사되는 광으로부터 발생되는 음파를 측정하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음파발생부를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing an apparatus for measuring a gas temperature field according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a fixing unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a state in which sound waves generated from light incident to a fixing unit are measured according to an embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing a sound wave generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가스 온도장 측정장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a gas temperature field measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 온도장 측정장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 온도장 측정장치(1)는 고정부(10)와, 음파발생부(20)와, 음파측정부(30)를 포함한다.1 is a diagram schematically showing an apparatus for measuring a gas temperature field according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , an apparatus 1 for measuring a gas temperature field according to an embodiment of the present invention includes a fixing unit 10 , a sound wave generating unit 20 , and a sound wave measuring unit 30 .

고정부(10)는 측정대상부(100)를 둘러싼다. 일예로, 측정대상부(100)는 가스 온도장이 될 수 있으며, 구체적으로 연소기의 상방에 형성되는 온도장이 될 수 있다. 그 외, 측정대상부(100)는 가스발전기의 연소실을 감싸는 케이스 자체가 될 수 있다. 즉, 고정부(10)는 가스 온도장을 측정하기 위해 가스 온도장을 감싸는 다양한 형태로 구현될 수 있다.The fixing part 10 surrounds the measurement target part 100 . For example, the measurement target unit 100 may be a gas temperature field, specifically, may be a temperature field formed above the combustor. In addition, the measurement target unit 100 may be the case itself surrounding the combustion chamber of the gas generator. That is, the fixing part 10 may be implemented in various forms surrounding the gas temperature field in order to measure the gas temperature field.

음파발생부(20)는 고정부(10)의 외부에 배치되고, 측정대상부(100)에 레이저 유도 파열을 통한 음파를 발생시킨다. 일예로, 음파발생부(20)에서 조사되는 레이저광은 고정부(10)를 투과한 후 측정대상부(100)로 입사할 수 있다.The sound wave generating unit 20 is disposed outside the fixing unit 10 and generates a sound wave through laser-induced rupture in the measurement target unit 100 . For example, the laser light irradiated from the sound wave generator 20 may pass through the fixing part 10 and then be incident on the measurement target part 100 .

음파측정부(30)는 고정부(10)에 장착되고, 측정대상부(100)에서 발생되는 음파를 측정한다. 일예로, 음파측정부(30)는 고정부(10)를 따라 복수개가 균일한 간격을 갖도록 배치되고, 레이저 유도 파열 지점에서 발생되는 음파를 측정할 수 있다. 음파측정부(30)로는 마이크로폰이 될 수 있으며, 각각의 음파측정부(30)는 처리부(40)에 연결되어 측정데이터를 전송하고, 처리부(40)는 전송된 정보를 바탕으로 가스 온도장을 계산할 수 있다.The sound wave measuring unit 30 is mounted on the fixing unit 10 and measures sound waves generated by the measurement target unit 100 . For example, a plurality of sound wave measurement units 30 are arranged to have uniform intervals along the fixing unit 10 , and may measure sound waves generated at the laser-induced rupture point. The sound wave measuring unit 30 may be a microphone, and each sound wave measuring unit 30 is connected to the processing unit 40 to transmit measurement data, and the processing unit 40 generates a gas temperature field based on the transmitted information. can be calculated

한편, 측정대상부(100)에서는 온도가 높을수록 또는 밀도가 낮을수록 음파 전파속도가 빠르므로, 매질을 통과한 음파는 온도장에 따라 도달시간을 달리할 수 있다. 이때, 음파 최단 도달시간은 음파 발생 시점과 음파 도달 최초 감지 시점간 차이로 계산될 수 있다. 음파 발생 시점은 음파발생부(20)를 통한 레이저광 조사 시점과 동일할 수 있다.On the other hand, in the measurement target unit 100, the higher the temperature or the lower the density, the faster the sound wave propagation speed, so the sound wave passing through the medium may have a different arrival time depending on the temperature field. In this case, the shortest arrival time of the sound wave may be calculated as the difference between the sound wave generation time and the sound wave arrival first detection time. The sound wave generation time may be the same as the laser light irradiation time through the sound wave generator 20 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부로 입사되는 광으로부터 발생되는 음파를 측정하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(10)는 고정틀부(11)와 고정창부(12)를 포함한다.FIG. 2 is a view schematically showing a fixing unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view schematically showing a state of measuring sound waves generated from light incident to the fixing unit according to an embodiment of the present invention. am. 2 and 3 , the fixing part 10 according to an embodiment of the present invention includes a fixing frame part 11 and a fixing window part 12 .

고정틀부(11)는 측정대상부(100)를 커버하는 띠 형상을 한다. 일예로, 고정틀부(11)는 별도의 고정수단을 통해 측정대상부(100)를 감싸도록 지지되거나 연소기를 감싸는 케이스의 일부가 될 수 있다. 이러한 고정틀부(11)는 원띠 형상을 할 수 있다.The fixing frame part 11 has a band shape that covers the measurement target part 100 . For example, the fixing frame unit 11 may be supported to surround the measurement target unit 100 through a separate fixing means or may be a part of a case surrounding the combustor. This fixing frame portion 11 may have a circular belt shape.

하나 이상의 고정창부(12)는 고정틀부(11)에 형성되고, 음파발생부(20)에서 조사되는 광을 투과시킨다. 일예로, 고정창부(12)는 광 투과 가능한 재질을 포함하여 이루어지고, 정사각형 또는 원 형상 보다는 직사각형 또는 타원 형상을 할 수 있다. 고정창부(12)는 고정틀부(11)의 원주 방향으로 복수개가 균일 간격을 갖도록 배치될 수 있다.One or more fixed window portions 12 are formed in the fixed frame portion 11, and transmit the light irradiated from the sound wave generator (20). As an example, the fixing window unit 12 is made of a material capable of transmitting light, and may have a rectangular or oval shape rather than a square or circular shape. A plurality of fixing window portions 12 may be arranged to have uniform intervals in the circumferential direction of the fixing frame portion 11 .

본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(10)는 고정냉각부(13)를 포함한다. 고정냉각부(13)는 고정틀부(11)를 냉각시켜 고정틀부(11)가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 일예로, 고정냉각부(13)는 고정틀부(11)에 내장되고 냉각수를 안내하는 냉각내장부(131)와, 냉각내장부(131)의 일단부에 연결되어 냉각수를 공급하는 냉각공급부(132)와, 냉각내장부(131)의 타단부에 연결되어 열교환된 냉각수를 배출하는 냉각배출부(133)를 포함할 수 있다. 고정냉각부(13)에 의해 고정틀부(11)에 장착된 음파측정부(30)의 손상을 방지할 수 있다.The fixed unit 10 according to an embodiment of the present invention includes a fixed cooling unit 13 . The fixed cooling unit 13 cools the fixed frame unit 11 to prevent the fixed frame unit 11 from being damaged by heat. For example, the fixed cooling unit 13 includes a cooling built-in unit 131 that is built into the fixed frame unit 11 and guides cooling water, and a cooling supply unit 132 connected to one end of the cooling built-in unit 131 to supply cooling water. ) and a cooling discharge unit 133 connected to the other end of the cooling built-in unit 131 to discharge the heat-exchanged cooling water. It is possible to prevent damage to the sound wave measuring unit 30 mounted on the fixed frame unit 11 by the fixed cooling unit 13 .

한편, 고정창부(12)를 투과한 광은 측정대상부(100)의 중심을 벗어난 지점으로 이동되어 레이저 유도 파열 위치의 비대칭을 유도한다. 일예로, 직사각형이나 타원 형상을 하는 고정창부(12)의 중심부에서 벗어난 지점을 투과한 광은 측정대상부(100)의 내부에 형성되는 온도장에 비스듬하게 입사할 수 있다. 광의 이동경로 및 이러한 광에 의한 레이저 유도 파열 지점이 비대칭이 되면, 각각의 음파측정부(30)와 레이저 유도 파열 지점에서 발생되는 음파와의 거리가 서로 달라서 정보 획득량을 안정적으로 유지할 수 있다.On the other hand, the light that has passed through the fixed window portion 12 is moved to a point out of the center of the measurement target portion 100 to induce an asymmetry of the laser-induced rupture position. For example, light passing through a point deviating from the center of the fixed window portion 12 having a rectangular or elliptical shape may be obliquely incident on a temperature field formed inside the measurement target portion 100 . When the movement path of light and the laser-induced rupture point by the light become asymmetric, the distance between each acoustic wave measuring unit 30 and the sound wave generated at the laser-induced rupture point is different from each other, so that the amount of information obtained can be stably maintained.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음파발생부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음파발생부(20)는 광발생부(21)와, 광집속부(22)를 포함한다.4 is a view schematically showing a sound wave generator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , the sound wave generating unit 20 according to an embodiment of the present invention includes a light generating unit 21 and a light focusing unit 22 .

광발생부(21)는 레이저광을 발생한다. 일예로, 광발생부(21)는 펄스 레이저광을 생성하여 고정창부(12)로 조사할 수 있다. 광발생부(21)는 위치가 고정될 수 있으며, 필요에 따라 전후 또는 좌우 위치 조절이 가능할 수 있다.The light generating unit 21 generates laser light. For example, the light generating unit 21 may generate a pulsed laser light and irradiate it to the fixed window unit 12 . The position of the light generating unit 21 may be fixed, and the position of the light generating unit 21 may be adjusted forward and backward or left and right as needed.

광집속부(22)는 광발생부(21)에서 조사되는 레이저광을 집속하여 측정대상부(100) 내에서 레이저 유도 파열을 유도한다. 광집속부(22)는 광발생부(21)에서 조사되는 광이 측정대상부(100)의 임의의 공간상에서 집중되도록 하는 광학렌즈가 될 수 있다. 이러한 광 집중으로 인해 레이저 유도 파열 현상이 발생되며, 레이저 유도 파열 현상을 음파 발생을 동반할 수 있다.The light focusing unit 22 focuses the laser light irradiated from the light generating unit 21 to induce laser-induced rupture in the measurement target unit 100 . The light focusing unit 22 may be an optical lens that allows the light irradiated from the light generating unit 21 to be focused on an arbitrary space of the measurement target unit 100 . A laser-induced rupture phenomenon occurs due to such light concentration, and the laser-induced rupture phenomenon may be accompanied by sound wave generation.

본 발명의 일 실시예에 따른 음파발생부(20)는 광조절부(23)를 더 포함할 수 있다. 광조절부(23)는 광집속부(22)의 위치를 조절하여 측정대상부(100) 내에서 레이저 유도 파열 지점을 변경할 수 있다. 이와 같은 광조절부(23)에 의해 측정대상부(100) 내부의 다양한 지점에서 레이저 유도 파열을 발생시켜 줌으로써, 음파측정부(30)를 통해 다량의 표본값을 획득하여 측정 오류를 방지할 수 있다.The sound wave generator 20 according to an embodiment of the present invention may further include a light control unit 23 . The light control unit 23 may change the laser-induced rupture point within the measurement target unit 100 by adjusting the position of the light focusing unit 22 . By generating laser-induced rupture at various points inside the measurement target unit 100 by such a light control unit 23, a large amount of sample values can be obtained through the sound wave measurement unit 30 to prevent measurement errors. there is.

보다 구체적으로, 광조절부(23)는 조절프레임부(231)와, 조절나사부(232)와, 조절회전부(233)와, 조절받침부(234)를 포함한다.More specifically, the light control unit 23 includes an adjustment frame portion 231 , an adjustment screw portion 232 , an adjustment rotation portion 233 , and an adjustment support portion 234 .

조절프레임부(231)는 고정물에 고정 설치된다. 일예로, 조절프레임부(231)는 상측이 개방된 박스 형상을 하고, 광발생부(21)와 고정창부(12) 사이에 배치될 수 있다. 조절프레임부(231)는 일단부가 광발생부(21)에 연결될 수 있다.The adjustment frame part 231 is fixedly installed on the fixture. For example, the control frame unit 231 may have a box shape with an open upper side, and may be disposed between the light generating unit 21 and the fixed window unit 12 . One end of the adjustment frame unit 231 may be connected to the light generating unit 21 .

조절나사부(232)는 조절프레임부(231)에 회전 가능하도록 장착되고 나사산이 형성된다. 일예로, 조절나사부(232)는 조절프레임부(231)의 양단부가 회전 가능하도록 장착될 수 있다.The adjusting screw 232 is rotatably mounted to the adjusting frame 231 and a screw thread is formed. For example, the adjusting screw 232 may be mounted so that both ends of the adjusting frame 231 are rotatable.

조절회전부(233)는 조절나사부(232)를 회전시킨다. 일예로, 조절회전부(233)는 전원이 인가되면 조절나사부(232)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 모터가 될 수 있다. 그 외, 조절회전부(233)는 사용자가 수동으로 회전시키기 위한 핸들이 될 수 있다.The adjusting rotation unit 233 rotates the adjusting screw unit 232 . For example, the adjusting rotation unit 233 may be a motor that rotates the adjusting screw unit 232 in a forward or reverse direction when power is applied. In addition, the adjustment rotation unit 233 may be a handle for the user to manually rotate.

조절받침부(234)는 조절나사부(232)에 나사 결합되고, 광집속부(22)를 지지하며, 조절나사부(232)가 회전됨에 따라 직선 이동된다. 일예로, 조절받침부(234)에는 광집속부(22)가 장착되고, 조절프레임부(231)의 상측에 안착될 수 있다. 이러한 조절받침부(234)에는 조절나사부(232)가 관통될 수 있다.The adjustment support 234 is screwed to the adjustment screw 232 , supports the light focusing portion 22 , and moves linearly as the adjustment screw 232 rotates. For example, the light focusing part 22 is mounted on the adjustment support part 234 , and may be seated on the upper side of the adjustment frame part 231 . An adjustment screw 232 may pass through the adjustment support 234 .

상기한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 온도장 측정장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the gas temperature field measuring apparatus according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described as follows.

고정부(10)가 측정대상부(100)를 감싼 상태에서, 고정부(10)에 측정대상부(30)를 장착하고, 고정부(10)에 레이저광을 조사하도록 음파발생부(20)를 설치한다.In a state in which the fixing part 10 surrounds the measurement target part 100 , the measurement target part 30 is mounted on the fixing part 10 , and the sound wave generator 20 is irradiated with laser light to the fixing part 10 . to install

즉, 광발생부(21)를 설치하고, 광발생부(21)와 고정창부(12) 사이에 광집속부(22)를 배치시킨다. 이때, 광집속부(22)는 광조절부(23)에 의해 전후 위치가 조절될 수 있다.That is, the light generating unit 21 is installed, and the light focusing unit 22 is disposed between the light generating unit 21 and the fixed window unit 12 . In this case, the front and rear positions of the light focusing unit 22 may be adjusted by the light adjusting unit 23 .

상기한 상태에서, 광발생부(21)에서 생성된 레이저광은 광집속부(22)에 의해 고정창부(12)를 통과하고, 측정대상부(100)의 소정 지점에서 레이저 유도 파열로 인한 음파를 발생한다. 그리고, 광조절부(23)를 통해 광집속부(22)의 위치가 변화되면 레이저 유도 파열에 의한 음파 발생 지점이 변경된다.In the above state, the laser light generated by the light generating unit 21 passes through the fixed window unit 12 by the light focusing unit 22 , and a sound wave due to laser-induced rupture at a predetermined point of the measurement target unit 100 . occurs And, when the position of the light focusing unit 22 is changed through the light control unit 23, the sound wave generation point due to laser-induced rupture is changed.

측정대상부(100)에서 음파가 발생되면, 고정부(10)에 장착된 다수의 음파측정부(30)가 음파 도달시간을 측정하고, 처리부(40)는 이러한 표본들을 이용하여 가스 온도장을 정확하게 계산할 수 있다.When a sound wave is generated from the measurement target unit 100, a plurality of sound wave measurement units 30 mounted on the fixing unit 10 measure the sound wave arrival time, and the processing unit 40 uses these samples to measure the gas temperature field. can be calculated accurately.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 온도장 측정장치(1)는 음파발생부(20)가 측정대상부(100)의 외부에 배치된 상태에서 측정대상부(100)의 내부 공간에 레이저 유도 파열을 통한 음파를 발생시켜 주고, 음파측정부(30)가 여러 경로에 대한 음파 도달시간을 감지하여 가스 온도장 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.The gas temperature field measuring device 1 according to an embodiment of the present invention has a laser-induced rupture in the internal space of the measurement target part 100 in a state in which the sound wave generator 20 is disposed outside the measurement target part 100 . It is possible to generate a sound wave through the , and the sound wave measurement unit 30 detects the arrival time of the sound wave for various paths, thereby improving the accuracy of measuring the gas temperature field.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely an example, and those skilled in the art to which various modifications and equivalent other embodiments are possible. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 고정부 11: 고정틀부
12 : 고정창부 13 : 고정냉각부
20 : 음파발생부 21 : 광발생부
22 : 광집속부 23 : 광조절부
30 : 음파측정부 40 : 처리부
100 : 측정대상부10: fixed part 11: fixed frame part
12: fixed window part 13: fixed cooling part
20: sound wave generator 21: light generator
22: light focusing unit 23: light control unit
30: sound wave measurement unit 40: processing unit
100: measurement target part

Claims (7)

측정대상부를 둘러싸는 고정부;
상기 고정부의 외부에 배치되고, 상기 측정대상부에 레이저 유도 파열을 통한 음파를 발생시키는 음파발생부; 및
상기 고정부에 장착되고, 상기 측정대상부에서 발생되는 음파를 측정하는 음파측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 온도장 측정장치.
a fixing part surrounding the measurement target part;
a sound wave generator disposed outside the fixing part and generating a sound wave through laser-induced rupture in the measurement target part; and
and a sound wave measuring unit mounted on the fixing unit and measuring sound waves generated from the measurement target unit.
 제 1항에 있어서, 상기 고정부는
상기 측정대상부를 커버하는 띠 형상을 하는 고정틀부; 및
상기 고정틀부에 형성되고 상기 음파발생부에서 조사되는 광을 투과시키는 하나 이상의 고정창부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 온도장 측정장치.
According to claim 1, wherein the fixing portion
a fixing frame portion having a band shape to cover the measurement target portion; and
and one or more fixing windows formed in the fixing frame and transmitting light emitted from the sound wave generator.
 제 2항에 있어서, 상기 고정부는
상기 고정틀부를 냉각시키는 고정냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 온도장 측정장치.
The method of claim 2, wherein the fixing part
A gas temperature field measuring device further comprising a; a fixed cooling unit for cooling the fixed frame unit.
 제 2항에 있어서,
상기 고정창부를 투과한 광은 상기 측정대상부의 중심을 벗어난 지점으로 이동되어 레이저 유도 파열 위치의 비대칭을 유도하는 것을 특징으로 하는 가스 온도장 측정장치.
3. The method of claim 2,
The gas temperature field measuring device, characterized in that the light passing through the fixed window is moved to a point off the center of the measurement target portion to induce an asymmetry of the laser-induced rupture position.
 제 1항에 있어서, 상기 음파발생부는
레이저광을 발생하는 광발생부; 및
상기 광발생부에서 조사되는 레이저광을 집속하여 상기 측정대상부 내에서 레이저 유도 파열을 유도하는 광집속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 온도장 측정장치.
According to claim 1, wherein the sound wave generating unit
a light generating unit for generating laser light; and
and a light focusing unit to focus the laser light irradiated from the light generating unit to induce laser-induced rupture in the measurement target unit.
 제 5항에 있어서, 상기 음파발생부는
상기 광집속부의 위치를 조절하여 상기 측정대상부 내에서 레이저 유도 파열 지점을 변경하는 광조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 온도장 측정장치.
The method of claim 5, wherein the sound wave generator
The gas temperature field measuring device further comprising a; a light control unit for changing the laser-induced rupture point in the measurement target unit by adjusting the position of the light focusing unit.
 제 6항에 있어서, 상기 광조절부는
조절프레임부;
상기 조절프레임부에 회전 가능하도록 장착되고 나사산이 형성되는 조절나사부;
상기 조절나사부를 회전시키는 조절회전부; 및
상기 조절나사부에 나사 결합되고, 상기 광집속부를 지지하며, 상기 조절나사부가 회전됨에 따라 직선 이동되는 조절받침부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 온도장 측정장치.The method of claim 6, wherein the light control unit
control frame unit;
an adjustment screw portion rotatably mounted to the adjustment frame portion and having a screw thread;
an adjusting rotation unit for rotating the adjusting screw unit; and
and an adjustment support part screwed to the adjusting screw part, supporting the light focusing part, and moving linearly as the adjusting screw part is rotated.
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