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복사 온도계란

복사 온도계는 여러 명칭으로 불려져왔다.

즉 적외선온도계, PYROMETER, 광학 온도계나 단순히 I.R.T 등으로 불리운다.

명칭이 무엇이든 물체와 접촉하지 않고 측정하고자 하는 재료의 표면온도를 측정하는 기능을 수행한다.

이 장비는 물체 표면으로부터 발산하는 열 에너지를 직접 전기적인 에너지로 변환하여 온도를 측정하는 기기이다.

기초원리

모든 물체는 어떠한 물체이든간에 절대온도 0K(-273℃)보다 높은 열을 가지고 있으며, 열에너지 양은 물체의 온도와 관계가 있다.

이런 종류의 에너지는 서로 다른 두 LEVEL의 전자기적 스팩트럼으로 물체의 표면으로부터 방출된다.

산업 현장에서는 물체 표면으로부터 방출되는 적외선 파장을 이용하여 온도를 측정한다(그림 1). 방출되는 물체의 열에너지는 방사율 계수(EMISSIVITY)로 알려진 물체의 에너지 방출과 관련이 있다.

    
얼마나 멀리 측정 가능한가?

복사온도계는 거리에 무관하게 작동한다.

이 의미는 측정 범위 안에 물체가 있고 온도계와 물체 사이에 장애요인이 없으면 거리에 관계없이 측정 가능하다는 것을 뜻한다.

온도 측정

적외선 온도계는 특수한 검출기 내부로 복사열을 집중시키는 광학적인 구조로 되어있다.

렌즈나 광섬유 같은 광학장비는 온도계의 시각 범위를 결정한다.

다른 종류의 검출기, 광학장비, 그리고 적외선 필터들은 서로 다른 환경에서 방사 에너지를 모으는데 최상의 역할을 한다.

고온 측정에는 단파장(0.7~1.0㎛)을 사용하고, 저온 측정에는 장파장(8~14㎛)이 사용된다.

어떤 온도계는 특별한 물체를 측정하기 위해 조건이 좁은 파장띠(Waveband)의 영역만을 사용한다.

비례 온도계라고 하는 장비는 제한적인 상황에서 한 개의 파장으로 측정하는 것보다 정확한 측정을 위해 두 개 이상의 파장으로 물체의 온도를 측정한다.

그림은 저온 측정 온도계의 응답특성을 나타내고, 작동 표시창은 조건이 열악한 측정조건에서 정확한 측정값을 얻기 위해 선택된다.

온도변환
  • 절대온도
  • K = ℃ + 273
  • 화씨
  • ℉ = ℃ × 1.8 + 32