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안녕하세요, KOLAS 인정 국가교정기관 한국캘랩(주)입니다 :)

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당사는 계측기/측정기 전문교정기관으로 교정성적서,시험성적서를 발급하는 업체이며, 인가항목수 258 항목으로 국내 TOP3 규모의 전문 교정기관입니다.

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오늘은 온도 분야 중 비접촉온도계에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

비접촉식 온도계란? 

열 방사를 이용해서 온도를 측정하는 것이 방사온도계입니다.

일반적인 방사온도계는 가시광선부터 원적외선까지의 전자파를 이용합니다.

즉, 비접촉 온도센서로 측정 대상에 접촉하지 않고 측정 대상의 적외서 방사율로 온도를 측정하며 적외선 에너지를 감지기에 집중하기 위한 렌즈로 이루어지며 주위 온도의 변화에 대한 보상이 이루어진 후에 에너지를 온도 단위로 표시 가능한 전기 신호로 전환합니다.

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종류 

거치형/설치형 복사온도계 / 휴대용 복사온도계 / 스캔형 방사온도계 등이 있으며 광전형,열전형 등 다양한 검출소자의 형태로 만들어진 복사온도계가 있습니다 

열방사의 에너지는 λ, T 로 읽습니다.

파장 λ 방사온도계에서 바꿔서 일단 받은 에너지를 온도 T 로 표시합니다.

λ 파장은 측정파장에 따라서 0.9 ㎛~1, 2, 4, 14 ㎛ 등 마이크로 등 종류가 많습니다.

열방사 에너지가 많으면 많을수록 안정된 온도를 측정할 수 있습니다.

열방사가 적으면 적을수록 노이즈가 같이 들어와서 측정에는 불리합니다.

중요한 것은 열방사를 얼마나 많이 받느냐가 중요합니다.

플랑크의 방사법칙

열방사 에너지 같은 경우에는 프랑크의 방사법칙에 의해서 나타납니다.

L 가로행 λ T 로 나타납니다.

T 가 열역학 온도이며 λ가 물체에서 발산되는 방사 (파장) C1이랑 C2는 정해져있는 상수입니다

위 식에서 알 수 있는 것은 λ 하고 T 만 알면 에너지를 구할 수 있습니다

위 표를보면 프랑크 방사법칙을 표로 나타내고 있습니다.

이때 두가지 특징이 있습니다.

첫 번째는 온도가 높으면 높을수록 방사 에너지 강도가 에너지가 커진다는 특징이 있습니다.

온도가 높으면 높을수록 방사율 에너지가 파장 단파장 쪽으로 쏠리게됩니다.

두 번째 특징은 단파장 쪽으로 쏠린다는 의미가 0℃ 씨의 상모양의 3000℃로 보면 단파장으로 쏠리게 됩니다.

두 가지 특징을 예를 들어보겠습니다.

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가시광선에 의한 온도인식이란 흑체로의 온도에 따라서 온도가 낮으면 낮을수록 검은색으로 가깝고 온도가 점점 높아질수록 붉은색으로 띠다가 흰색으로 나타나는 것을 나타납니다.

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프랑크식에 접목시켜서 보시면 지금 가시광 영역에 대해 사람의 눈으로 볼 수 있는 영역이며 이 범위에 들어오면 사람이 색으로 볼 수 있는 범위입니다.

인간의 눈으로 이 범위에 들어와도 이 세로 쪽에 에너지 크기가 2이상이 되지않을때 0에 있으면 인간의 눈으로는 볼 수 없습니다.

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이 범위에 들어와 있지만 이 범위에 있지 않기떄문에 500도에 범위는 검은색으로 보이게되는 것입니다.

지금 붉은색으로 보이는 것은 이 범위에 들어와 있기떄문에 보여지는 것입니다. 지금 하얗게 보이는 것은 1500도가 전 범위에 다 포함되어있기 때문에 색이 다 합쳐서 보여지기 때문입니다.

프랑크법칙을 접목하여 나타낸 것입니다.

비 접촉식- 복사 온도계 원리 

 복사란 고체, 액체, 및 기체를 매질로 하는 전도 및 대류와 같은 열의 이동과는 달리 매질을 통하지 않고 복사선에 의해 열이 이동하는 것 입니다.

물체로 부터 방출되는 복사에너지는 온도에 따라 그 크기가 다르게 나타나기 때문에 복사에너지를 측정하면 온도를 알 수 있습니다.

복사온도계는 복사 에너지를 측정하여 온도를 측정하는 비접촉식 방식입니다.