열전대의 원리와 사용법

목차

실험목적

이론적배경

실험방법

결과

비고및고찰

본문내용

고 있다. 열전대 고온계는 직접 물체와 접촉하여 온도를 측정하므로 정확하지만 1600℃ 이상의 고온에서나 유도로 등 유도기전력이 발생되는 장치에서는 사용하기에 곤란하다. 반면 광고온계는 열원으로부터 복사되는 빛의 강도를 비교하여 온도를 측정하기 때문에 열원으로부터 떨어져서 측정할 수 있어 편리하고 1600℃ 이상의 고온에서도 온도측정이 가능하다.
▶광고온계의 사용법
-광고온계는 여러 가지 형태가 있으나 근본적으로 다음 2가지 원리에 의하여 정하여진다. (1)표준열원의 방출에너지를 조절하여 측정하려는 열원의 빛의 강도와 비교한다.
(2)측정하려는 열원으로부터 들어오는 빛의 강도를 조절하여 표준열원의 빛의 강도와 비교한다.
▶광고온계 : 광학고온계라고도 한다. 측정물의 휘도(輝度)를 표준램프의 휘도와 비교하여 온도를 측정하는 것으로 700℃를 넘는 고온체, 특히 직접 온도계를 삽입할 수 없는 고온체의 온도를 측정하는 데 사용된다. 그 주가 되는 구조는 측정물을 들여다보는 망원경 속에 전지와 가변저항을 직렬로 접속하여 휘도를 조정할 수 있게 한 램프가 들어 있다.
접안렌즈를 들여다보면서 망원경의 시야 내에서 배경으로 되어 있는 측정물의 휘도와 필라멘트의 휘도가 동등해지도록 조정하고, 그 때 전류계를 읽음으로써 측정물의 온도를 알게 된다. 정밀도는 1,000∼2,000℃의 측정에서 오차가 10℃ 내외이다. 또한 가시광선 중 적색단색광선(파장 0.65μ)에서 측정을 할 수 있도록 접안렌즈에 적색 필터를 부착하여 사용하는 경우가 많다.
▶리드와 노스럽(Leed and Northrup)형 광고온계
표준열원의 빛의 강도를 조절하는 방법을 사용한다. 먼저 측정하고자 하는 열원에 광고온계를 맞추면 열원이 모습과 텅스텐 필라멘트인 표준열원이 관찰되는데 이 필라멘트와 열원을 일치시킨 후 필라멘트 전류를 조절하여 필라멘트의 밝기를 조절하면 시료열원과 필라멘트의 밝기가 같아져서 구별할 수 없게 된다. 이 때 기기에 나타나는 필라멘트 전류나 온도를 읽으면 된다.
시료열원의 온도가 1500℃이상 되는 고온 측정시에는 빛의 강도가 크므로 중간 필터를 사용하여 입사되는 빛의 강도를 감속시킨 후같은 방법으로 실험한다. 이 때는 기기에 표시된 다른 눈금으로 온도를 읽는다.
이
론
▶파이로 광고온계(Pyro optical pyrometer)
이 광고온계의 기본구조는 앞서 설명한 광고온계와 같으며 광필터를 사용하여 열원으로부터 입사되는 빛의 강도를 조절하는 방법을 사용한다. 먼저 작동스위치를 켜면 표준열원인 필라멘트가 붉은 점으로 관측된다. 기기를 열원쪽으로 향하고 몸통에 붙어 있는 회전식 광필터를 돌리면서 주위의 밝기를 조절하면 표준열원의 빛강도와 일치될 때 붉은 점이 사라진다. 이 때 기기에 나타나는 전류나 온도를 읽으면 된다.
실
험
방
법
각 광고온계의 지침서에 따라 온도를 측정하되 주의할 점은 다음과 같다.
(1) 주위의 공기가 혼탁하면 이들에 의한 광흡수가 일어날 수 있다.
(2) 광고온계의 대물렌즈가 더러우면 이들에 의해 광흡수가 일어 난다.
(3) 노 이외의 주위로부터 빛이 들어오지 않도록 주의한다.
(4) 광고온계의 측정거리는 온도측정에 무관하나 너무 떨어지면 열원이 작게 보인다.
(5)측정자에 따라 측정오차가 커질수 있다.
참
고
문
헌
(1) G. L. KEHL : "Principles of Metallographic Laboratory Practice" 3rd Ed. Mc-Graw Hill Co., 1949, Chap. 8.
(2) A. U. Seybolt and J. E. Burke: "Experimental Metallurgy". Wiley. 1953, Chap. 2.

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