유량 측정시 온도 측정의 중요성
Mass Flow 제품을 이용해 유량을 측정할 때는 사용 환경의 온도에 따른 오차가 생길 수 있습니다.
그렇기 때문에 유량을 측정할 때는 가스 뿐만 아니라 사용 환경의 온도도 측정해야 할 필요가 있는데,
이번 시간에는 온도 측정과 온도계에 대해 알아보도록 하겠습니다.
사용 환경 온도 측정의 중요성
사용 환경에서의 온도 측정이 왜 중요한지, 공정 내의 온도를 예를 들어보겠습니다.
공정 내의 각종 시설이 정상적으로 동작하는지의 여부는
시설의 각 부분 온도의 변화를 살펴보면 알 수 있으며,
실제의 공정 감시 과정 중에서도 온도의 감시가 가장 많이 차지하고 있습니다.
온도의 감시는 대체적으로 50% 이상을 차지하고 있을 정도로 공정내의 온도 감시는 중요합니다.
공정안 각각 시설의 온도가 정상상태를 유지하고 있으면 공정내 시설의 운정상태는
정상이라고 볼 수 있는 것입니다.
온도계의 종류에는 어떤것들이 있을까요?
산업시설 및 연구소에서 주로 사용되는 온도계는 어떤 것들이 있는지 알아보도록 하겠습니다.
측온 저항 온도계 (Resistance Thermometer)
온도 변화에 따라 전기 전항이 민감하게 변화하는 물질로,
전기 저항이 온도에 따라 변화하는 것을 이용하여 그 저항값을 측정하여 온도를 측정할 수 있습니다.
보통은 보호관에 넣어서 사용하며 백금, 니켈, 구리 등이 저항 소자로 사용됩니다.
정밀도가 좋고 안정성이 뛰어나다는 특징이 있으나 가격 및 범용성에서 조금 떨어집니다.
열전대 온도계 (Thermocouple thermometer)
열전대 온도계는 두 종류의 금속을 위의 그림과 같이 접속하고 한쪽은 높은 온도로,
다른쪽은 낮은 온도로 유지하면서 온도 차이에 의해 발생하는 열기전력을 측정하여 온도를 측정합니다.
구조는 여러 종류로 제작되고 있으며, 그 중 가장 많이 사용되고 있는 것은 Sheath Type 으로
반응 속도가 빠른 장점을 가지고 있어 공정 제어에 많이 사용되고 있습니다.
구조의 외부는 열전대 보호관(Sheath)으로 되어 있으며, 내부는 열전대선과
산화 마그네슘이 충진 되어 있습니다.
열전대의 종류로는 접지형, 비접지형, 노출형 등이 있으며,
백금-백금 로듐, 동-콘스탄탄, 아르멜-크로멜 등이 일반적으로 사용됩니다.
바이메탈 온도계 (Bimetal Thermometer)
바이메탈 온도계는 온도 팽창 계수가 서로 다른 금속을 위의 그림과 같이 합쳐서
열이 가해지면 팽창 계수가 작은 쪽으로 비틀림이 발생하는 것을 이용하는 온도계 입니다.
현장 지시계로 가장 많이 사용되는 온도계로 측정 가능한 온도는 약 -50℃ ~ +500℃ 입니다.
액체 충만 압력식 온도계 (Liquid In Steel Thermometer)
액체 충만 압력식 온도계는 온도계 내부를 비 압력성의 가스 또는 액체로 충진한 상태에서,
온도 상승으로 인해 액체 또는 가스의 압력이 변화하는 것을 측정하여 온도를 측정하는 온도계 입니다.
구조는 감응부, 모세관(Capillary), 지시부로 구성되어 있으며, 모세관에는 액체 또는 가스가 충진되며,
액체로는 주로 수은을 사용합니다.
감응부에서 액체 또는 가스가 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축을 하게 되며,
그에 따른 압력의 변화는 모세관을 통해 지침을 움직이게 되는데,
모세관의 길이가 길어지는 경우에는 2중 모세관을 설치하여 주위의 온도를 보상합니다.
사용 액체의 종류에 따른 측정 가능 온도는
수은이 약 30℃ ~ 500℃, 키실렌이 약 40℃ ~ 400℃, 케로신이 약 70℃ ~ 315℃ 입니다.
방사 온도계 (Radiation Thermometer)
방사 온도계는 복사선을 전기 신호로 바꿔 전압계에서 온도를 측정하는 온도계입니다.
구성은 대물 렌즈, 조리개, 조리개 조절 나사, 보상 저항기, 열정쌍 등으로 구성됩니다.
방사 온도계는 다른 온도계에 비해 상당히 고가의 온도계로,
비 접촉식으로 온도를 측정하고 응답이 상당히 빠른 장점이 있으나
물체와 온도계 사이에 연기, 수증기, 이산화탄소 등이 있으면 측정에 오차가 생긴다는 단점이 있습니다.
참고
위키피디아 : https://en.wikipedia.org/wiki/Thermometer
지식백과 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=654419&cid=42326&categoryId=42326
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=412513&cid=42327&categoryId=42327
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=342805&cid=50326&categoryId=50326
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1062101&cid=40942&categoryId=32253
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1918502&cid=50313&categoryId=50313