광섬유 온도센서 (Fiber-optic temperature sensor) 개요/종류

광섬유 온도센서 (Fiber-optic temperature sensor) 개요/종류

광섬유 는 기본적으로 광 파이프 light pipe입니다. 광섬유 써모미터로 알려진 일군의 센서들은 보통 블랙바디 방사선 물리학이 활용되는 고온 측정 장비들을 가리킵니다.

저온, 즉 -100°C에서 400°C까지는 환경 및 원격의 장점을 제공하는 광섬유 링크를 갖춘 인광체, 반도체 또는 액체결정과 같은 다양한 감지 물질을 활성화하여 측정할 수 있습니다.

 

 

온도 측정 시 광섬유 센서의 장점

통신 또는 적외선 온도 측정을 위하여 사용되든 광섬유는 산업환경 및/또는 열악한 환경에서의 측정을 위한 다음과 같은 고유의 장점을 제공합니다.

1. 대형 모터, 변압기, 용접기 및 그와 유사한 제품에 의한 전자파 간섭 (EMI)의 영향을 받지 않음

2. 무선통신 및 번개에 의한 무선 주파수 방해 (RFI)의 영향을 받지 않음

3. 접근하기 어렵거나 관측이 힘든 장소에 위치시킬 수 있음

4. 작거나 정밀한 위치를 측정하는데 집중할 수 있음

5. 전류를 전달하지 않음 (폭팔위험이 있는 위치에 이상적임)

6. 섬유 케이블은 기존의 도관, 케이블 트레이에서 사용하거나 기둥, 배관 또는 도관에 묶어서 사용할 수 있음 (확장 또는 신규 장착 시 간편하게 설치 가능)

7. 특정 케이블은 상온부터 공기나 물이 제거된 300°C 이상의 환경에서도 처리 가능함

 

광섬유 센서의 종류

 

광섬유 온도측정장치

프로세스 온도 모니터링 및 제어를 위한 고유의 기술적 접근방식을 가진 비접촉 적외선 열 모니터링 시스템입니다. 이러한 장치는 광섬유 또는 첨단 전자기술을 갖춘 가시거리 광학을 실시간으로 대상 물질에 대한 물리적 접촉 없이 적외선 방사(온도의 기능)를 지속적으로 모니터링 하는 시스템에 통합합니다. 그 결과 높은 반응 속도와 함께 뛰어난 정확도와 반복성을 보여주는 상당히 신뢰할 수 있는 시스템이 됩니다.

고속 광섬유 적외선 송신기

OS4000 시리즈 산업용 고속 광섬유 적외선 송신기는 세 가지 표준 광학관측 분야와 세 가지 광섬유 케이블 길이 표준을 활용하여 200에서 1600ºC(392에서 2912°F)까지의 온도 범위를 측정합니다. 이러한 장치는 조정 가능한 방사율, 선형 아날로그 출력, 고/저 경고전압 출력, RS232 PC 인터페이스, 내장 레이저 시야계 등과 같은 다양한 표준특성을 제공합니다. 윈도우 기반 PC 인터페이스 소프트웨어를 통하여 사용자는 응답 시간, 피크-홀드 기능, 고/저 경보 설정점 및 데이터 로깅을 선택할 수 있습니다. 장치는 6인치 길이의 2.5인치크기의 광디스크(OD)용 공간이 남도록 포장됩니다. 장착용 브래킷과 장착용 볼트 2개가 포함되어 있습니다.

고온 비율(2색) 광섬유 온도계

OMEGA iR2TM 시리즈는 300~3000°C 범위의 고온 적용분야에서 사용할 수 있는 최신장비입니다. 이 장치는 금속, 유리, 반도체 등을 포함하는 적용분야의 측정 및 제어에 적합합니다. iR2는 극도로 빠르고 정확하며 10m/s의 반응시간과 0.2%의 정확도를 갖추고 있습니다.

휴대용 소형 광섬유 센서

HHTFO-101은 뛰어난 다용도의 성능을 제공합니다. 사용자의 자유도를 최대한 보장하기 위하여 배터리로 작동되는 이 단일채널 장비는 장소를 자유롭게 이동하면서 여러 중요 감지지점의 온도를 측정할 수 있도록 해줍니다. HHTFO-101은 제조 및 열 시험 중에 전력 변압기 내부의 과열점 모니터링과 같은 에너지, 산업 및 연구활동에서 폭넓게 적용할 수 있는 중요한 모니터링 도구입니다. HHTFO-101은 또한 다양한 고전압과 MW/RF 가열이 필요한 적용분야에서도 사용할 수 있습니다.

광섬유 센서는 어떤 분야에 적합합니까?

광섬유 온도센서를 비롯한 광섬유 온도 측정 장비들은 기초금속 및 유리에 대한 최초 열간 성형 프로세스뿐만 아니라 해당 물질의 제조에 있어 온도 측정을 위한 매우 유용한 장비임이 증명되어 왔습니다. 중요한 터빈 영역뿐만 아니라 보일러 가열기의 불꽃과 튜브의 온도는 발전기 운용에 있어 전형적인 적용분야입니다. 강철 및 조립금속 플랜트에서의 압연 라인 또한 광섬유가 잘 처리할 수 있는 열악한 환경을 가지고 있습니다.

대표적인 적용분야는 모든 종류의 용광로, 소결 작업, 오븐 및 가마와 같은 현장입니다. 또한 자동 용접, 납땜 및 가열냉각 장비와 같이 종종 전통적인 센서들을 방해할 수 있는 상당한 전기장을 발생하는 곳에서도 대안이 될 수 있습니다.

시멘트, 내화 및 화학산업에서의 고온 처리 작업은 종종 광섬유 온도 센서를 사용합니다. 이보다 더 낮은 온도를 가지는 플라스틱처리, 종이 제조 및 식품 가공 작업에서도 점차적으로 광섬유 센서를 도입하고 있습니다. 광섬유 센서는 반도체 산업의 융합, 증착 및 결정성장 프로세스에서도 사용됩니다.

직접적인 복사 에너지 수집 또는 2색 방식을 넘어서 광섬유 유리는 광섬유가 센서와 매개체의 역할을 동시에 수행할 수 있도록 과열점에서 직접적으로 방사체로서 기능할 수도 있습니다. 웨스팅하우스Westinghouse는 원자로에서 온도분포를 모니터링 하기 위하여 이러한 접근방식을 개발하였습니다. 이와 유사한 접근방식이 터빈 또는 제트 엔진 주위의 화재 감지를 위하여 사용될 수 있습니다. 회로망을 반영하는 내부 과열점은 과열지역의 위치를 파악하기 위하여 통합되고 있습니다.

활성화된 온도측정 시스템은광섬유의 끝부분에 부착된 냉광 인광체luminescing phosphor를 포함하는 감지헤드를 가지고 있습니다. 장치 겉면으로부터의 펄스 광원은 인광체를 발광하도록 자극하고 발광의 붕괴율은 온도에 따라 달라집니다. 이러한 방식은 반사가 없는 표면의 온도를 측정할 때 400°C 미만 정도의 온도에서 이상적으로 작동합니다.