1. 비접촉식, 접촉식 온도센서
보통 온도센서는 비접촉식, 접촉식 2종류의 제품군으로 나누어 집니다. 접촉시의 종류로는 열전대, NTC, RTC, IC온도세선 등이 있습니다.
위 사진을 참고하시면 접촉식 온도센서에 대한 장단점 및 특징을 확인할 수 있습니다. 단가적으로 낮은게 큰 장점이며, 반도체로 제작된 IC온도센서가 가장 리니어한 특성을 가지고 있습니다.
비접촉식 온도센서는 고온을 측정하거나 빠른 온도변화에 대한 특성을 얻고자 IR방식의 센서가 대표적입니다. 단점으로는 약간 고가라는 점이 있습니다.
2. 적외선 온도센서의 원리
보통 초기에 적외선 온도센서를 접하는 분들이 착각하는 것중 하나가 적외선이 인체나, 혹은 물체에 반사되는 양을 측정하여 온도 값을 얻게 된다고 생각하지만, 실제로는 그렇지 않습니다. 만약 반사되는 양으로 온도를 측정한다면 물체마다 흡수율, 반사율이 다르기 때문에 측정시에 설정도 해줘야되고 알고리즘도 복잡하게 됩니다. 그렇기에 아래 그림 처럼 물체에 방사율로 온도를 측정하게 됩니다.
물체(물질)는 온도 변화에 따라서 물체에서 에너지가 방사가 됩니다. 쉽게 설명하여 열화상 카메라로 물체를 시각적으로 보았을때를 생각하시면 쉬울 것 같습니다. 이 방사되는 에너지 비율을 방사율이라고 표현하는데, 1이라는 에너지가 있다면 이 에너지를 품고 있는 물질이 얼마 만큼의 에너지를 외부로 방사하는가에 대한 비율 입니다.
예를 들면 100℃온도를 가지고 있는 물체가 있을때 측정시에 95도가 나왔다면 방사율은 95%가 되는 것입니다.
위 그림 처럼 물체 복사에너지가 95가 들어오게 되고 나머지 5는 보상을 해주어야 합니다.
3. 흑체란 무엇인가?
위에서 확인 했듯이 적외선 온도계를 검증하기 위해서는 100%에 방사율에 가까운 물질이 필요로 하는데 그 물체가 흑체 입니다.
흑체란 가지고 있는 에너지를 방사할 수 있는 방사율이 거의 1에 가까운 물질이기에 장비로도 많이 사용됩니다. 보통장비는 왼쪽 처럼 평판형이나 원통안을 측정하는 원통형 흑체로라고 하는 장비가 있습니다.
흑체가 가장 이상적인 방사율을 가지고 있기에 대부분 식약청이나, 해외인증 과련하여 적외선을 이용한 제품은 흑체장비를 이용여 인증 검토를 하도록 되어 있습니다.
마지막으로, 물체에 대한 방사율표를 첨부하겠습니다.
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