무제 문서




 
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1.적외선 온도계
  측정 원리

2.열화상온도계
그림모음

A)열화상온도계의 설치 예
B)열화상온도계의 응용 예

3.접촉식 열전대 온도계

4.고급 적외선 온도계
   상담 설문지



  1. 적외선 기술의 원리
  1) 적외선 방사란?
적외선온도계는 적외선방사에 의하여 동작됩니다. 적외선은 가시광선과 원적외선 파장의 사이에 있는 전자기적 스펙트럼의 부분을 차지하고 있는 영역입니다. 전자기적 스펙트럼은 여러 다른 방사의 집단입니다. 이 것들에는 감마선과 엑스선, 자외선 광, 가시적외선방사, 마이크로파와 라디오주파수들이 있습니다. 적외선파장은 가시광선보다 긴 파장을 갖고 있습니다. 적외선은 눈으로 볼 수 없습니다. 붉은색 아래라는 뜻의 적외선은 전자기적 스펙트럼 상에서 붉은색 파장의 바로 아래에 있다는 것을 나타냅니다.

2) 장점
비접촉 온도감지기는 표적에서 나오는 적외선 에너지를 빠른 속도로 측정하며 움직이는 물체나 간헐적으로 나타나는 물체를 일반적으로 재기에 적격이며 진공 중에 있는 물체나 환경적으로 위험한 상태이거나 위치적인 한계나 안전문제로 인하여 접근이 불가능한 물체를 측정하기에 적격입니다. 비용은 비교적 높은 편이나 어떤 경우에는 접촉식 측정기보다 경제적일 수도 있습니다.

3) 접촉식 비접촉식 온도측정
접촉식 온도감지기들은 표적물의 온도와 함께 같은 온도로 되어 측정됩니다. 예를 들면 온도계 속에 들어 있는 수은은 공기의 온도를 받아들여 팽창하거나 수축합니다. 접촉식 감지기가 다른 온도에 노출되면 온도가 같아지기 위해서는 얼마간의 시간이 필요합니다. 이를 감지기의 반응시간이라고 부릅니다. 어떤 경우에는 이러한 접촉식 감지기를 쓰지 못하는 경우도 생깁니다. 적외선 온도감지기는 멀리서도 대단히 짧은 반응시간에 측정을 할 수가 있기 때문에 사용하기가 매우 적합합니다.

4) 온도측정의 원리
열 적외선 감지기는 들어오는 방사의 세기를 열로서 변환하여 열 감지기의 온도를 상승시킵니다. 이 온도의 변화는 전자적인 신호로 바뀌어서 증폭되어 표시기로 표시됩니다.

5) 방사의 원리
모든 물체에는 계속적인 원자의 진동이 일어나고 있는데 높은 에너지의 원자는 더욱 많이 진동합니다. 이러한 원자들을 비롯한 모든 충전된 질량의 진동은 전자기적인 파동을 일으킵니다. 물체의 온도가 높으면 높을수록 진동은 빨라져서 보다 높은 스펙트럼 방사에너지를 내게 됩니다. 그 결과 모든 물체는 그 물체의 온도와 그 스펙트럼 방사률에 따른 파장분배를 가진 비율로 계속적으로 방사를 하게 됩니다.

6) 가시영역(Field of View (FOV)) 대 거리 비((DS) ratio)
가시영역은 가시 각으로서 기기가 볼 수 있는 영역이며 기기의 광학적인 특정에 따라 결정됩니다. 가시영역은 표적에서 떨어진 거리 대 표적물의 직경의 비 입니다. 표적이 작으면 작을수록 더욱 가까이에서 측정해야 합니다. 표적의 크기가 작으면 온도 측정기를 더욱 가까이 갖고 가서 표적 이외의 영역이 측정되지 않도록 해야 합니다

7) 광학적 성능
D:S 비는 거리 대 표적물 전면에서90%의 방사 값을 포함하고 있는 표적크기와의 비율을 가리킵니다.
정확한 크기의 정의는 다음의 그림에서 볼 수가 있습니다.


8) 레이저 시야
많은 오해가 있는 사항인데, 레이저 점은 측정하고자 하는 지역의 위치 점을 표시하는 것이지 측정하기 위해서 광선을 쏘는 것은 아닙니다. 레이저결합체는 집중된 레이저 빛을 적외선감지기의 가시거리의 중앙에 오도록 온도감지기의 바로 옆에 장착됩니다

9) 방사률
방사률은 어떤 물체가 에너지를 발산하거나 흡수하는 능력을 말합니다. 완벽한 발산체는 방사률을 1을 가지고 있는 물체이며, 100%의 입사 에너지를 발산하는 것을 말합니다. 방사률 0.8을 가진 물체는 80%를 흡수하여 20%의 입사에너지를 반사합니다. 방사률의 정의는 주어진 온도에서 물체에 의해 방사된 에너지와, 같은 온도에서 완벽한 발사체에 의해 방출된 에너지와의 비를 말합니다. 모든 방사률값은 0.00에서 1.0에 들어오게 됩니다.

좋은 방사체
방사률 ~ 0.9
반사률 ~ 0.1
좋지 않은 방사체
방사률 ~ 0.1
반사률 ~ 0.9

10)방사률표
 물질
 온도(℃/℉)
 방사률
(잘 닦아 광택이 나는)
227/440
0.02
알루미늄 호일
27/81
0.04
알루미늄 디스크
27/81
0.18
알루미늄 가재(평판)
23/73
0.01
알루미늄(광택 낸 판 순도 98.3%)
227/440
0.04
577/1070
0.06
알루미늄(거친 판)
26/78
0.06
알루미늄( 599℃ 에서 산화된 것)
199/390
0.11
599/1110
0.19
알루미늄 루핑 처리 표면
38/100
0.22
주석(강판에 주석을 입혀 빛나는 것)
25/77
0.04
니켈 선
187/368
0.1
납(순도99.9% - 비 산화)
127/260
0.06
구리
199/390
0.18
599/1110
0.19
199/390
0.52
599/1110
0.57
철판에 아연도금(빛남)
28/82
0.23
놋 (높은 광택)
247/476
0.03
놋 (압연 ? 선이 보이는 광)
21/70
0.04
도금된 철(빛남)
0.13
철판(완전히 녹슴)
20/68
0.69
압연 강판
21/71
0.66
산화 철
100/212
0.74
연철
21/70
0.94
주조 철
1299-1399/3270-2550
0.29
동(광택)
21-117/70-242
0.02
동(반사되지 않는 긁어서 광남)
22/72
0.07
동(심하게 산화한 동판)
25/77
0.78
에나멜(철 위에 희게 용해)
19/66
0.9
호마이카
27/81
0.94
언 땅
0.93
벽돌(거친 붉은 것)
21/70
0.93
벽돌(실리카- 빛나지 않은 거친 것)
1000/1832
0.8
탄소(T -카본 0.9% 재)
127/260
0.81
콘크리트
0.94
유리(매끈한 것)
22/72
0.94
화강암(광남)
21/70
0.85

11) 흑체
방사를 일으키지 않는 전적인 흡수체입니다. 열 균형상태에서는 흑체는 흡수와 반사를 같은 비율로 한다는 것을 알아야 합니다; 열 균형이 유지될 때는 방사는 흡수와 완전히 같습니다.
제조자는 표적온도를 설정한 곳에 제품을 교정하는 데 흑체를 이용하며, 특수한 요구에 따라 흑체교정기를 설계하고 제작할 수가 있습니다.


12) 광학렌즈
IR 광학소자에는 두 가지형이 있는데 반사체와 굴절체가 있습니다. 이름이 말해주듯, 반사체는 입사광을 반사해 주는 역할을 하고 굴절체는 굴절시켜서 입사광을 내보내는 것입니다. 우리제품에는 서로 다른 형의 광학소자들을 모두 갖고 있습니다.

*게르마늄 렌즈---GT68X군

적외선 기기에서 굴절광학소자를 만드는 데는 가장 흔히 쓰여지는 것이 게르마늄(Ge)과 실리콘(Si)입니다. 게르마늄은 은광현상이 나타나는 고체로 반사률이 대단히 높아(n~ 4), 최소 숫자의 게르마늄렌즈를 사용하는 고 분해능의 기기를 설계할 수 있게 합니다. 또한, 그것이 대단히 높은 굴절지수를 갖고 있기 때문에 비 반사 코팅을 어느 게르마늄 광전송기기에서도 꼭 해야합니다.
게르마늄은 낮은 분산특성이 있어서 최고 분해능 기기 안에서 사용하는 것을 제외하고, 색보정이 거의 요구되지 않으며, 이는 GT68X군에서 사용되고 있습니다.

* 플라스틱 프레넬의 복경- GT65X군
거의 모든 적외선온도계는 장거리 감지기에서 사용하는 것과 같은 고수준의 광학적 성능이 필요한 곳이 아니면 단지 열온도만을 감지하게 됩니다. 우리는 거의 모든 용도에 사용하기 위하여 프레넬의 복경을 설계하고 경제적으로 만들고 있습니다.

일반 유리는 적외선영역의 2.5미크론의 방사를 전달하지 못합니다. 용융된 실리카는 환경조건이 변하는 곳에서 특히 유용한 광학기기를 만드는데 필요한 대단히 낮은 열팽창계수를 갖고있습니다
이것은 약0.3 μm~ 3 μm의 전송범위를 갖고 있습니다.



2. 적외선 기술의 응용
 

적외선측정의 특별한 장점 때문에 적외선측정기는 더욱 광범위하게 산업이나 기타 영역에서 사용되어지고 있습니다. 적외선 온도계는 철강, 유리, 그리고 플라스틱공업에 두루 쓰여지고 있습니다. 또한 예방점검영역에서도 광범위하게 사용되어지고 있습니다.

1) 철강산업
철강산업영역에서는 철강제품이 이송중이고 온도가 매우 높기 때문에 적외선온도계를 사용합니다. 주조형틀에서 강철이 제품으로 만들어 지는 철강공장에서 이 온도계를 사용합니다.
* 강철의 변형을 막기위해 재 가열하는 공정에서도 적외선온도계는 재가열로의 내부온도를 측정하기 위하여 사용되어집니다.
* 가열회전공정에서 적외선온도계는 회전하는 제품의 온도를 점검하기 위하여 사용됩니다. 냉각공정에서 적외선온도계는 철강이 식을 때에 그 온도를 관찰합니다.

2) 유리제조산업

유리제조공장에서 제품은 움직이고 매우 높은 온도로 가열되게 됩니다. 적외선 온도계는 용융로 내의 온도를 측정합니다. 휴대용센서는 열점을 찾기위해 외부를 측정하며, 주조유리의 적합한 온도를 찾기위해 용광로의 외부온도를 측정하여 결정하게됩니다.
* 평판유리생산공정에서는 적외선 온도감지기가 각 공정단계의 온도를 측정하게 됩니다. 잘못된 온도나 급격한 온도의 변화는 고르지 못한 팽창과 수축의 결과를 가져옵니다.
* 병이나 유리상자형 제품 생산에서는 주조유리는 화로속으로 녹아 흐르고, 여기에서 제품형성온도를 유지하게 됩니다. 적외선 온도감지기는 화로속 유리의 온도를 감시하게 되고 출구로 도착할 때의 적절한 온도를 측정.감시하게 됩니다.
* 유리섬유생산공정에서는 적외선온도계는 화로속의 유리의 온도를 감시하게 되고, 또한 경화로의 온도도 측정, 감시하게 됩니다.
* 유리공업에서 사용되어지는 또 다른 분야는 자동차의 앞유리창 생산공정에서도 많이 이용되고 있습니다.

3) 플라스틱산업
플라스틱산업공정에서 적외선온도계는 제품의 오염을 방지하기 위하여 사용하거나 움직이는 물체의 온도를 재기위해서나 고온에서 플라스틱의 온도를 측정하기 위하여 사용합니다.
* 필름압출성형공정에서는 온도측정을 함으로써 온도를 조절하고 냉각하여 플라스틱의 장력과 두께를 유지하게 합니다.
* 필름사출공정에서는 제품의 적절한 두께와 완제품의 균일성을 유지시키게 하기위해 적외선온도계를 사용합니다.
* 박판사출공정에서는 형판의 가열기를 조절하고 냉각하여 제품품질을 유지시키기 위하여 적외선온도계가 사용되어 집니다.

4) 예방점검
휴대형 적외선온도계나 적외선 화상기기를 사용하여 예방점검자는 대상영역의 잠재된 문제점과 현실적인 문제점을 알아 낼 수가 있습니다.
* 모터권선의 과열이나 변압기의 방열판이나 콘덴서의 연결불량상태나 콤프레서의
* 실린더 머리부분의 과열상태등을 알아낼 수가 있습니다.
이상 증가된 온도에 의한 문제나 주변의 온도 때문에 생긴 온도의 윤곽이 휴대용 열화상기기에서 나타나고 휴대용적외선온도계에서 일점측정식 또는 주사측정식으로 나타납니다. 많은 문제점들을 사전에 발견하여 적절한 조치를 취하게 되면 공정을 멈추지 않고도 큰 사고를 미연에 방지할 수있게 됩니다.

5) 화학산업
석유화학산업에서 특히 정유공정은 정기적인 계획된 예방점검이 열화상온도계나 적외선온도계로써 관찰, 측정할 필요가 있습니다. 이러한 관찰 프로그램은 공정의 가열로검사나 열전대 검증을 포함하고 있습니다.
* 가열로검사공정에서, 적외선온도계나 적외선열화상온도계는 가열관을 검사하여 탄소찌꺼기가 형성되어 있지 않나를 검사합니다. 이 코킹이라는 현상은 높은 가열로의 점화률을 높여서 관의 온도를 증가시키는 문제를 낳습니다. 이러한 고온은 가열기와 가열관의 수명을 떨어뜨리는 문제가 발생합니다. 코킹현상은 제품이 관의 온도를 일정하게 하고자하는 일을 방해하므로 코킹현상이 일어난 부분은 관 표면의 온도가 다른 부분에 비하여 높아지는 것을 적외선온도계나 적외선 열화상측정기로 확인 할 수가 있습니다.

 

 

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