.png)
.png){kind=small}
그렇다면 과연 온도는 어떻게 측정 할 수있는 것일까요?
즉 온도는 운동 에너지의 힘으로 에너지가 강하면 온도가 높아지고 반대로 에너지가 약하면 온도가 낮아지게 됩니다.
열의 이동은 ① 열전도 ② 열방 ③ 대류 3 현상이 있습니다.
물체에 접촉하지 않고 측정을 행하기 때문에 이동물체, 고온물체 등의 원격 측정이 가능하고 또
열용량물체, 표면온도 등의 측정대상물의 온도에 영향을 주지 않고 측정 할 수 있는 특징이 있습니다.
이것을 열 방사라 하며 열 방사의 파장은 0.1㎛에서 1000㎛ 까지 넓은 범위에 걸쳐 방사 되어지며
온도계측에 사용되어지는 파장은 가시광역에서 25㎛까지에 적외선이 이용되어지고 있습니다.
열 방사의 분포는 온도가 낮은 경우에는 긴 파장대로, 또한 온도가 높아 지는 것에 따라 짧은 파장대로 됩니다.
따라서 온도측정은 측정온도범위에 따라 적합한 파장을 선택하여 사용하고 있습니다.
열방사은 자외선 ~ 가시광선 ~ 적외선 영역 (그림 1)으로 나누어지며 열방사의 법칙(플랑크의 방사 법칙)으로 정의 되어 있습니다.
아래 그림 (그림 2)에서 보듯 물체의 온도가 높아지면, 물체에서 발산하는 열 방사 에너지가 강해지고 물체의 온도가
높아지면 열 방출 에너지의 파장 분포가 단파장 측에 어긋나가는 것을 알 수 있습니다.
온도가 대상인 물체의 온도와 동일하게되었을 때 센서 인 물체가 나타내는 여러 성질의 변화를 파악하여 온도를 요구하는
수법이지만, 열적 용량의 관계에서 동일한 온도가 되기 위해서는 일정한 시간이 필요합니다.
반면 온도계는 열방이 광속으로 전파하기 때문에 고속에서의 온도 측정이 가능합니다.
"원격 측정", 예를 들면 구름의 온도를 지상에서 측정하는 등의 <원거리 측정>과로 내의 온도를 창문을
통해 측정하는 등의 <격리 측정>과 <움직이는 물체 측정> 또는 열전도를 이용 온도계는 센서 부가
용융되어 버리는 <고온 물체 측정>이 있습니다.
한편 '열 교란을 일으키지 않는 측정 "은 열전도를 이용 온도계는 측정 대상에 센서부가 접촉하여 측정 대상의
온도 변화가 (열 교란을 일으킬 측정), 정확한 측정이되지 않을 수있는 반면, 온도계는 측정 대상의 온도를 변화시키지 않고 측정 할 수 있습니다.
따라서 필름 등의 <작은 열용량 물체 측정>이나 금속 등의 <표면 온도 측정>에 효과가 있습니다.
방사를 흡수하는 정도가 크면 클수록 방사와 물체와의 관계는 보다 견고하게 되며 방사를 좋게 흡수하는 것은 또 방사를 많이 방출 합니다.
방사를 최대로 흡수하는 물체는 방출도 최대로 되고 이러한 것들은 상온에서 검게 보이기 때문에 흑체라 한다.(완전방사체라고도 칭 한다). 흡수율 100% 을 방사율 (ε) 1이라 나타내고 모든 물체의 방사률 0 < ε < 1 로 됩니다.
가장 많이 방사하는 이상 물체를 방사율이 1에서 "흑체"또는 "흑체"라고합니다.
스스로는 전혀 방출하지 않고 주위에서 열 방사를 완전히 반사하는 물체의 방사율은 0에서 경면체라고합니다.
일반 물체의 방사율은 0과 1 사이에 있으며 금속의 방사율은 측정 파장이 짧을수록 높고 길수록 낮아지는 경향이 있습니다.
또한 동일 물질에서도 거칠기와 방사율은 많은 영향을 보이는 등 같은 재질에서도 표면의 성질에 따라 그 값이 달라집니다.
또한 "열방사"에서 이야기 한 플랑크의 방사 법칙은 물체가 흑체임을 전제로하고 있습니다.
C1, C2 : 정수로 파장 λ의 단위을 Cm으로 나타내면
C1, = 3.7402 X 10-2 W. Cm
C2 = 1.4388 cm . K
L(λ,T) 을 분광 방사휘도라 한다
측정온도가 낮을 경우, 혹은 상온에서 측정하고 싶은 경우은 열방사의 분포에서 집전소자등 측정파장이 긴 타입으로 사용하여야 하며
측정온도가 수백℃이상 일 경우에는 어느 파장대로도 측정이 가능하지만 방사률 측면에서는 측정파장이 짧은 정도일수록 오차가 적어집니다.
휘도온도의 검출에서는 광로 중의 흡수, 산란을 방지하는 것이 필요하고 아연, 먼지, 수증기, 등을 에어퍼지로 제거합닏가.
특별히 측정대상물에 태양광, 실내의 조명 혹은 로 벽에서 다른 방사원에서 반사하여 방사온도계에 들어오는 오차가 있음으로 기본적 외래광은 차단하거나 외래광과 다른 파장대를 이용하여 측정을 행 합니다.
방사온도계는 이러한 외란 에서의 처리와 온도계 자신을 악한 환경에서 보호하기 위한 별도의 Accessory가 준비되어져 있습니다.
사실 모든 파장 영역을 측정하는 것은 감지 소자 나 광학 재료의 파장 선택성 등의 제약으로 어려운면이 있기 때문에 어느 정도 대기 창을 이용하는 등 측정에 유리한 측정 파장을 제한 할 수 이를 "광대역 방사 온도계"라고합니다.
또한 에너지 강도 형태 중 단일 파장의 복사 에너지 강도에서 온도를 요구하는 타입을 "단색 온도계"라고 비교적 좁은 파장 영역의 복사 에너지 강도에서 온도를 요구하는 타입을 "협 대역 방사 온도계" 라고합니다.
측정 직경의 1.5 배 이상이 측정 대상물의 크기와 관계의 기준입니다.
측정 직경= 측정 거리 / 거리 계수
로 정해지며 ( ex. 10mm의 크기를 1000mm의 거리에서 측정 할 때 거리 계수 100 온도계를 선택합니다. )
고정집점형은 측정거리에 따라 측정경이 정해져 있는 타잎으로 측정대상물체의 크기에 따라 선택하여 사용하면 됩니다.
| 분류 | 원리 | 파장 특성 | 응답 성 | 검출 소자 대표적 |
|---|---|---|---|---|
| 열전 형 | 빛 → 열 → 전기 | 평탄형 | 느림 | 초전 소자 (PE), Thermopile |
| 광 형 | 빛 → 전기 | 펄스형태 | 빠름 | PbSe, PbS, Ge, MCT, InGaAs, Si |
특히 제어용 신호로 사용하는 때에는 적당하지 못한 경우가 있으며 이러한 때에는 출력신호를 소정의 신호변조(최대치 또는 최소치, 평균치, Sampling Hold 치 등)을 행하여 유효한 신호를 추출하는 것이 효과적 입니다.