열화상 측정기의 측정원리

열화상 측정기의 측정원리

 

 

 

1. 열화상 측정기의 원리

1) 적외선 에너지 감지

적외선카메라는 적외선 에너지(열)을 비접촉식으로 감지하여 전기신호로 변환해 주는 기기입니다. 전기신호는 다시 열화상 이미지나 동영상으로 변환되어 비디오 모니터를 통해 출력되고, 온도관련 정보를 산출하는데 활용됩니다. 적외선 카메라를 통해 감지된 열은 매우 정확하게 계량 또는 측정되기 때문에 열화상 정보를 파악하는데 뿐만 아니라, 열 관련 문제의 경중을 판단하는 데에도 활용됩니다. 투사된 표적이 최소 하나의 픽셀을 가리는 것이 가장 이상적입니다. 정확한 검침을 보장하려면 투사의 광학적 분산을 고려하기 위해 더 넓은 영역을 가려야합니다.

 

물체에서 나오는 적외선 에너지(A)는 적외선 탐지기(C)의 광학렌즈(B)로 초점을 맞춥니다. 감지기는 이미지 처리를 위해 이정보를 센서 전자장치(D)로 전송합니다. 전자장치는 감지기에서 나오는 데이터를 뷰파인더나 표준 비디오 모니터 또는 LCD화면에서 확인할 수 있는 이미지(E) 로 변환합니다.

 

 

2. 적외선의 설명

1) 온열 측정과 적외선

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일반적으로 우리의 시각은 전체 전자기 스펙트럼의 극히 일부만 받아들이고 활용합니다. 열에너지의 경우, 가시광선에 비해 그 파장의 길이가 훨씬 더 길게 형성됩니다. 실제, 이 파장의 길이는 너무 길어서 육안으로는 확인할 수 가 없습니다. 이는 우리가 전파를 눈으로 볼 수 없는 것과 같은 개념입니다. 열화상 기술을 활용하면, 우리가 감지하는 전체 스펙트럼 중 일부분이 크게 확장되기 때문에 사용자는 목표대상에서 방출되는 열 에너지를 보고 그값을 측정 할 수 있습니다. 가시광선이 아닌 적외선의 기준으로 보았을 때, 온도 절대값 0도 이상의 온도를 가진 물체는 모두 열을 발산합니다. 얼음처럼 매우 차가운 물체도 적외선 에너지를 발산합니다. 아울러 가시광선은 열화상에 영향을 미치지 않기 때문에 조도가 밝거나 낮은 환경 속에서도 열화상 정보는 명확하게 전달됩니다.

 

2) 전자기 스펙트럼

목표물의 온도가 높으면 높을수록 적외선 발산이 커지게 됩니다. 적외선은 우리가 육안으로는 확인할 수 없는 정보를 볼 수 있게 해줍니다. 적외선 온열 측정 카메라는 보이지 않는 적외선 또는 열 발산 이미지를 생성하고, 정밀한 비접촉식 온도 측정 기능을 제공합니다. 우리 주변의 거의 모든 기기나 설비등은 결함이 발생하기 전에 열을 발생시키는 경우가 많으므로 적외선 카메라는 비용 효율이 상당히 높고 다양한 분야에 활용할 수 있는 진단 도구로 아주 유용하게 사용됩니다. 또한, 다양한 산업분야에서는 제조효율 향상, 에너지 관리 지원, 품질개선, 작업자 안전확보 등을 위해 노력을 하고 있습니다. 즉, 적외선 카메라의 활용분야는 시시각각 새롭게 등장하고 있습니다.

 

 

3. 열화상 측정기의 사용이유

열화상측정기는 다양한 분야에서 그 유용성이 인정받고 있습니다. 여기에는 다음과 같은 여러 이유들이 있습니다.

1) 비접촉 측정

열화상측정기는 대상과의 접촉 없이도 온도를 측정할 수 있습니다. 이는 대상 표면에 물리적인 영향을 주지 않고 온도를 정확하게 측정할 수 있음을 의미합니다. 이는 예를 들어, 높은 온도나 위험한 환경에서 작업할 때 매우 유용합니다.

 

2) 빠른 측정 속도

전통적인 온도 측정 방법보다 열화상측정기는 훨씬 빠르게 온도 데이터를 제공합니다. 이는 실시간 모니터링, 문제 해결 및 결정 지원에 있어서 중요한 장점을 제공합니다.

 

3) 넓은 적용 범위

열화상측정기는 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 건설 산업에서는 건물 구조물의 온도 분포를 확인하고, 전기 및 전자 장비 유지보수에서는 장비의 과열을 감지하며, 의료 분야에서는 환자의 체온을 비접촉으로 측정하는 데 사용됩니다.

 

4) 정밀도와 정확도

최신 열화상측정기는 높은 정밀도와 정확도를 제공하여 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다. 이는 공정 제어, 품질 관리, 실험 연구 등에서 중요한 역할을 합니다.

 

5) 비용 절감과 안전성 향상

열화상측정기는 예방 점검 및 정비 과정에서 비용을 절감할 수 있습니다. 또한, 잠재적인 화재나 과열 장비를 조기에 감지하여 작업자의 안전을 높이는 데 기여할 수 있습니다.

 

6) 환경 보호

열화상측정기는 환경 친화적인 측정 방법으로, 자원을 절약하고 환경 영향을 최소화하는 데 기여할 수 있습니다.

이러한 이유들로 인해 열화상측정기는 다양한 산업 및 분야에서 필수적인 도구로 자리 잡고 있으며, 기술 발전과 함께 그 활용 가능성이 더욱 확대될 것으로 기대됩니다.