빠르게 변화하는 열 환경에서는 기존의 접촉식 온도 측정 방식이 부적절한 경우가 많습니다. 생산 라인에서 빠르게 움직이는 물체나 고전압 전선과 같은 위험한 환경을 생각해 보십시오. 어떻게 안전하고 정확하게 온도를 측정할 수 있을까요? 적외선 온도계는 이러한 문제를 해결합니다. 물리적 접촉 없이 원격으로 온도를 측정할 수 있어 산업, 의료 및 기타 분야에 혁신을 가져왔습니다.
적외선 온도계 개요
비접촉식 또는 방사선 온도계라고도 하는 적외선 온도계는 물체에서 방출되는 적외선 복사를 감지하여 표면 온도를 측정합니다. 이러한 장치는 수신된 적외선 에너지를 전기 신호로 변환한 다음 처리하여 디지털 또는 아날로그 온도 판독값으로 표시합니다. 기존의 접촉식 온도계에 비해 적외선 모델은 다음과 같은 뚜렷한 장점을 제공합니다.
이러한 기기는 여러 산업 분야에서 활용됩니다.
적외선 복사 기본 사항
적외선 온도계의 작동 원리는 기본적인 물리학에서 비롯됩니다. 절대 영도(-273.15°C) 이상의 모든 물체는 전자기 복사를 방출하며, 적외선 파장은 이 스펙트럼의 일부를 구성합니다. 적외선 복사의 강도와 파장 분포는 물체의 온도와 직접적인 관련이 있습니다. 즉, 온도가 높을수록 더 짧은 파장에서 더 큰 복사 강도를 생성합니다.
핵심 개념
전자기 스펙트럼: 적외선 복사는 가시광선과 마이크로파 사이에 위치하며 0.75~1000마이크로미터 사이의 파장을 차지합니다.
흑체 복사: 플랑크의 법칙을 따르는 이상적인 완벽한 방출체로, 복사 강도, 파장 및 온도 간의 관계를 수학적으로 설명합니다.
회색체 복사: 실제 물체는 이상적인 흑체보다 적은 복사를 방출하며, 1 미만의 방사율 계수로 특징지어집니다.
작동 메커니즘
적외선 온도계는 광학 시스템, 감지기 및 신호 처리 회로의 세 가지 핵심 구성 요소로 구성됩니다. 측정 프로세스는 네 가지 순차적 단계로 구성됩니다.
광학 시스템 설계
광학 구성 요소는 감지기에 적외선 복사를 집중시켜 감도를 향상시킵니다. 게르마늄, 실리콘 또는 칼코게나이드 유리는 적외선을 효과적으로 투과하는 반면, 금 또는 은 코팅 거울은 높은 반사율을 제공합니다. 중요한 설계 매개변수는 다음과 같습니다.
감지기 기술
| 유형 | 원리 | 장점 | 제한 사항 |
|---|---|---|---|
| 열전쌍 | 제벡 효과(열에서 전기) | 높은 감도, 빠른 응답, 안정성 | 환경 온도 감도 |
| 압전 | 결정 편광 변화 | 빠른 응답, 우수한 감도 | 정적 온도를 측정할 수 없음 |
| 광전 | 광자-전자 변환 | 우수한 감도 및 속도 | 냉각 필요, 높은 비용 |
정확도 고려 사항
여러 요인이 측정 정밀도에 영향을 미칩니다.
방사율 참조 값
| 재료 | 방사율 |
|---|---|
| 광택 알루미늄 | 0.05 |
| 산화 알루미늄 | 0.20 |
| 광택 구리 | 0.03 |
| 산화 구리 | 0.60 |
| 인간의 피부 | 0.98 |
| 물 | 0.96 |
| 콘크리트 | 0.95 |
보정 방법
세 가지 주요 기술을 통해 정기적인 보정을 통해 지속적인 정확성을 보장합니다.
인증된 장비를 사용하는 전문 보정 서비스는 가장 신뢰할 수 있는 결과를 제공합니다.
고급 응용 분야: 열 화상
적외선 카메라는 단일 지점 측정 기능을 확장하여 표면 전체의 온도 분포를 시각화합니다. 이러한 시스템은 열 지도를 생성하기 위해 감지기 어레이를 사용하며 다음과 같은 응용 분야에서 사용됩니다.
향후 개발
적외선 온도 측정 기술은 다음과 같은 여러 가지 추세와 함께 계속 발전하고 있습니다.
