기계공학 - 온도측정 실험

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기계공학 - 온도측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

주변온도 200。C까지 견딜 수 있다. 같은 이유로 강한 전자기장 안에 센서헤드를 설치해도 정확한 온도측정을 한다.
③ Fiber Optic 형태의 two-color ratio thermometer는 2-color 센서와 Fiber Optic IR thermometer가 가진 장점들을 모두 갖고 있으므로 열악한 설치환경에서 뛰어난 정확도를 갖는다.
6) 비접촉식 적외선 온도계의 데이터출력과 주변기기와의 연결
비접촉식 적외선 온도계의 가능한 출력은 voltage, current, digital 출력이 가능하며 모델에 따라 K type thermocouple 출력과 J type thermocouple 출력도 가능하다. 많은 경우, 센서의 출력 종류는 사용자가 설치할 곳에 있는 기존의 컨트롤 장비에 의해 결정된다.
보편적으로 현재 가장 많이 사용되고 있는 출력은 4~20mA 출력으로 대부분의 컨트롤 장비와 쉽게 연결이 될 수 있는 장점이 있다. 비접촉식 적외선 온도계가 기존에 사용하던 열전대와 교체되는 경우는 thermocouple 출력이 사용된다. 이외에도 비접촉식 적외선 온도계 중에는 RS232 또는 RS485 serial communication을 이용, digital과 analog 동시출력이 가능한 센서들이 있다. 이런 센서의 analog 출력은 주변의 컨트롤 장비와 연결하는 동시에 digital 출력은 컴퓨터와 연결해서 품질개선에 요구되는 데이터 분석을 할 수 있다.
7) 진공챔버(Vacuum Chamber) 안의 측정물체 ; 챔버 윈도우(Chamber Window)를 투과해서 온도 측정을 하는 경우
진공챔버, vacuum furnace와 같은 실험조건과 센서를 격리시켜 측정을 할 경우 그 사이에 여러 윈도우재질들이 사용되는데 특정한 윈도우를 투과해서 측정을 하기 위해선 윈도우물질의 투과정도와 센서(온도계)의 반응파장대를 비교, 고려하는 것이 가장 중요하다. 고온의 환경에서 가장 많이 사용되고 있는 대표적인 윈도우 재질은 Fused Silica와 Quartz이고 저온의 환경에서는 보통 Germanium, AMTIR, 또는 Zinc Selenide가 사용된다. 그밖에 윈도우의 직경, 요구되는 윈도우의 주변 온도, 윈도우가 받는 최대압력 등의 주위환경과 윈도우 양쪽 면의 청결유지 가능성 여부도 고려해야 한다.
윈도우에 anti-reflecting coating을 하는 것도 투과의 효율을 높이는 한 방법이다. 그림 4는 각 윈도우의 재질들의 적용될 수 있는 최대 온도와 투과율을 비교한 것이다(윈도우 두께 3mm 기준).
윈도우를 투과해서 측정할 때 대략적인 방사율 계산방법의 예는 다음과 같다.
윈도우 재질의 투과율(%)×측정물체의 방사율 = 윈도우 투과를 고려한 실제 방사율 Sapphire 윈도우 사용, 센서의 파장이 2m일 때 Sapphire의 투과율은 약 80%, 측정물체의 방사율이 0.65라면 80%×0.65 = 0.52(실제방사율).
8) 비접촉식 적외선 온도계의 대표적인 적용분야들
그동안 살펴보았던 비접촉식 적외선 온도계의 적용분야들 중 특히 일반적으로 많이 사용되어지는 휴대형 비접촉식 적외선 온도계의 대표적인 분야들은 다음과 같다.
(1) MAINTENANCE(유지보수)
① 여러 전기설비들의 고온부분 발견을 위한 점검
② 베어링의 점검
③ 냉난방시스템의 점검
④ 보일러와 Steam Line의 점검
⑤ 기어박스의 점검
⑥ 컨베이어
⑦ 모터
⑧ 에너지 효율의 점검
⑨ 절연 여부의 조사
(2) 식품제조/제약
① Baking
② Mixing
③ Cooking
④ Roasting
⑤ Candy/Chocolate Extrusion
⑥ Candy/Chocolate Molding
⑦ Fondant/Icing
⑧ Cooling Drums
⑨ Temperature of Stored Products
⑩ Tablet Drying
⑪ Pill Coating
⑫ Coffee Roasting
⑬ Deep Fat Frying
⑭ Pet Food
(3) 건축
① Roofing Temperatures
② Asphalt
(4) CONVERTING
① Web Monitoring
② Coating
③ Drying & Curing
④ Laminating
⑤ 제지 공정
⑥ 섬유
⑦ Print Drying
⑧ Packaging & Sealing
⑨ Adhesive Application
(5) CHEMICALS
① Sintering
② Calcining
③ Asphalt, Coke, Cement의 제조
④ Processing Propellants & Explosives
⑤ Drying of Powders, Granular Materials
⑥ Mixing Temperatures
(6) PLASTIC/RUBBER
① Blow Molding
② Thermoforming
③ Vacuum Forming
④ Extrusion
⑤ Injection Molding
⑥ Laminating
⑦ Rubber Extrusion
⑧ Calendering
(7) ELECTRONICS
① Wave Soldering
② Circuit-Board Testing
③ Power Supplies
④ U.P.S.
⑤ Wafer Polishing
(8) 자동차의 점검
① 타이어
② 베어링
③ 브레이크/클러치
④ 엔진의 성능
⑤ Water/Oil Cooling
(9) MEDICAL/BIOLOGICAL
① Drug Testing
② Veterinary
③ Agricultural
출처 : 케이티씨 자료실 (http://ktcmall.com/)
3. 오차 분석
계산값의 반올림, 저항자체의 오차, 사람의 눈, 공기 중의 온도
4. 토론 및 고찰
이번 실험은 glass bulb 온도계, 열전대 및 RTD 온도센서와 적외선 온도계의 작동원리 및 각각의 계측시스템을 이해하고 비교해보는 실험이었다. 처음에는 이해가 잘안갔으나 점점 들을수록 알게 되었다. 물의 온도가 안맞아서 차가운 물도 퍼오고 실험을 진행하는데 힘든 점도 없지않아 있었지만 재밌고 각각의 온도계가 온도를 어떻게 측정하고 서로의 오차가 어느정도 되는지도 알수있는 실험이었다.

키워드

Glass bulb 온도계,   열전대,   측온저항센서