온도 측정은 산업용으로 매우 중요하므로, 지속적인 온도 측정이 매우 필수적입니다.
온도는 다양한 유형의 센서를 통해 측정될 수 있으며, 이러한 센서는 모두 입력에서 발생한 물리적 특성의 변화에 따라 출력으로 온도를 제공하는 동일한 기본 원리로 작동합니다.
적용 유형에 따라 온도 측정은 다음과 같은 부분으로 나눌 수 있습니다.
연락 방법
This method is used when the body (whose temperature is to be measured) and the sensor (which is measuring the temperature) can remain in contact with each other, in other words, we can say that if the body and the sensor can remain in contact with each other during the measurement of temperature than contact method is used.
접촉 방식은 세 가지 유형의 온도계(temp. inst.)를 사용합니다.
- 확장 온도계
- 채워진 시스템 온도계
- Electrical temperature Instruments
팽창 온도계:
팽창 온도계에는 바이메탈 장치가 사용됩니다. 바이메탈 장치에는 열 팽창률도 다른 두 가지 다른 재료가 있습니다. 따라서 바이메탈 장치에는 서로 결합된 두 금속의 스트립이 있습니다. 가열되면 한 쪽이 다른 쪽보다 더 팽창하므로 결과적으로 팽창이 포인터에 대한 기계적 연결을 통해 온도 판독으로 변환됩니다.
이러한 유형의 기기의 장점은 휴대가 간편하고 전원 공급이 필요 없다는 것입니다.
이런 종류의 장비의 단점은 다른 장비만큼 정확하지 않으며 온도 기록에 적합하지 않다는 것입니다.
채워진 시스템 온도계:
채워진 시스템 온도계는 간단히 말해서 대체 물질로 채워진다는 것을 의미합니다. 일반적으로 수은 유형과 유기 액체 유형의 두 가지 주요 분류로 나뉩니다. 수은은 환경적 위험으로 간주되므로 수은을 포함하는 해당 유형의 장치의 운송을 규제하는 규정이 있습니다. 요즘에는 액체 대신 가스를 사용하는 채워진 시스템 온도계가 있습니다.
The advantages of these types of devices are that they do not require any electric power, they do not pose any explosion hazard and they are stable even after repeated cycling. And the disadvantage of these types of devices is that they do not generate data that are easily recorded or can be transmitted and they do not make spot or point measurements.
전기 온도 계측기:
이름에서 알 수 있듯이
이러한 유형의 계측기는 전압, 저항 등과 같은 전기적 양으로 온도를 감지합니다. 따라서 이러한 유형의 계측기는 유리 장치의 수은과 같은 방향을 나타내는 온도계가 아니라고 할 수 있습니다.
대부분의 산업 및 실험실 공정에서 측정 지점은 일반적으로 표시 또는 제어 장비에서 멀리 떨어져 있습니다. 이는 필요성(예: 불리한 환경) 또는 편의성(예: 중앙 집중식 데이터 수집) 때문일 수 있습니다. 따라서 온도를 일반적으로 전기량인 다른 형태의 신호로 변환하는 장치가 필요합니다. 이러한 유형의 온도 계측기에 가장 일반적으로 사용되는 장치는 (a) 열전대, (b) 저항 온도계 및 (c) 서미스터입니다. 유사점은 모두 온도를 측정할 본체와 어떤 형태로든 접촉해야 한다는 것입니다. 접촉 모드는 센서의 구조와 사용되는 응용 분야에 따라 침지되거나 표면일 수 있습니다.
열전대:
열전대는 본질적으로 열소자(두 개의 다른 금속의 접합부)와 적절한 2선 연장 리드로 구성됩니다. 열전대는 공정에 위치한 접합부를 기준으로 작동하여 온도에 따라 증가하는 작은 전압을 생성합니다. 이는 상당히 안정적이고 반복 가능한 기준에서 작동합니다.
저항 온도계 :
저항 온도계는 정밀 저항기를 사용하는데, 저항(옴) 값은 온도에 따라 증가합니다. RTD는 양의 온도 계수를 가지고 있습니다. 이러한 변화는 매우 안정적이고 정확하게 반복 가능합니다.
서미스터 :
Thermistor is a semiconductor used as a temperature sensor. It is manufactured from a mixture of metal oxides pressed into a bead, wafer or other shape. The bead is heated under the pressure at high temperatures and then encapsulated with epoxy or glass. Beads can be very small, less than 1 mm in some cases.
이 모든 것의 결과는 매우 뚜렷한 비선형 저항 대 온도 관계를 표시하는 온도 감지 장치입니다. 서미스터의 저항은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이를 서미스터의 음의 온도 계수라고 합니다.
서미스터는 작은 온도 변화에 대해 매우 큰 저항 변화를 보입니다. 이는 °C당 3~5%만큼 클 수 있습니다. 이로 인해 작은 온도 변화에 매우 민감합니다. 0.1 °C 이하의 온도 변화를 감지할 수 있습니다. 서미스터 소자는 RTD에 비해 크기가 상당히 작습니다. 서미스터의 온도 변화에 대한 민감성과 작은 크기는 의료 장비에 사용하기에 이상적입니다.
서미스터의 단점:
서미스터는 반도체이기 때문에 RTD나 열전대보다 고온에서 영구적인 교정 해제에 더 취약합니다. 서미스터의 사용은 일반적으로 수백도 섭씨로 제한되며 제조업체는 최대 작동 한계보다 훨씬 낮은 온도에 장시간 노출되면 서미스터가 지정된 허용 오차를 벗어나게 된다고 경고합니다.
서미스터는 매우 작게 만들 수 있으므로 온도 변화에 빠르게 반응합니다. 또한 열 용량이 작아서 특히 자가 가열 오류가 발생하기 쉽습니다. 서미스터는 RTD나 열전대보다 훨씬 더 취약하며 압착이나 결합 분리를 방지하기 위해 조심스럽게 장착해야 합니다.
비접촉 방식
이 방법은 온도를 측정하는 신체와 온도를 측정하는 센서가 서로 접촉한 상태를 유지할 수 없을 때 사용됩니다. 다시 말해, 온도 측정 중에 신체와 센서가 서로 접촉한 상태를 유지할 수 없다면 비접촉 방식이 사용된다고 할 수 있습니다.
비접촉 방식을 사용하는 가장 일반적인 온도계(온도 계측기)는 다음과 같습니다.
적외선 센서 및 피로미터 및 열 화상 카메라
적외선 센서 및 고온계 :
적외선 센서 및 피로미터는 오늘날 산업용 애플리케이션에서 가장 흔한 비접촉 온도 계측기입니다. 작동 원리를 사용자에게 알면 작동하고 사용하기 쉽기 때문입니다. 적외선 센서 및 피로미터는 신체와 접촉하지 않고도 물체의 온도를 측정하지만 어떻게 가능할까요? 답은 여기에 있습니다. 절대 영도(-273.15K)보다 높은 온도를 가진 모든 물체는 복사선을 방출합니다. 이 방출은 열 복사이며 파장/주파수는 온도에 따라 달라집니다. 따라서 비접촉 방식으로 온도를 측정할 때 이 방출 특성이 사용됩니다.
적외선 복사라는 용어도 사용되는데, 이 복사의 대부분 파장이 적외선 영역에 있는 가시광선보다 높은 전자기 스펙트럼에 있기 때문입니다.
송신기에서 방출된 에너지를 안테나를 통해 수신기가 포착하여 음파로 변환하는 라디오 방송과 유사하게 물체에서 방출된 열복사를 감지소자가 수신하여 전기신호로 변환하고, 이를 통해 비접촉 온도측정기를 통해 물체의 온도를 측정합니다.
