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열전대 작동 방식

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Summary of article content: Articles about ì´ì ë | ì¨ëª¨ì»¤í | thermocouple 오메가엔지니어링 열전대 또는 써모커플 (thermocouple)는 다양한 산업분야에서 가장 많이 사용하는 온도센서로, 두 개의 금속 쌍이 나타내는 기전력에 따라 온도를 … …
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Summary of article content: Articles about 열전대(써모커플, Thermocouple) – 원리, 종류 써모커플은 서로 다른 두 종류의 금속의 기전력을 이용한 온도센서입니다. … 한쪽 끝단에 온도차이를 주면 이 회로에 열기전력이 발생하게 됩니다. 온도에 … …
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열전대 | 써모커플 | Thermocouple 열전대 Thermocouple은 무엇일까요?

열전대는 Thermocouple(써모커플)의 한자식 표현으로 기전력을 이용한 온도센서 입니다. (본문에서는 적절한 표현을 위해 열전대와 써모커플을 혼용합니다.) 이 센서는 두 가지 종류의 금속선으로 이루어지며, 이 두 금속선은 한쪽 끝에서 합쳐지고 다른 한쪽은 열전대 용 데이터 로거나 열전대의 연장 도선 등 다른 장비 또는 부속품에 연결됩니다. 열전대의 선택과 시스템 구성이 적합하다면, 열전대는 광범위한 온도 범위를 측정할 수 있습니다.

열전대의 가장 큰 특장점은 다양함입니다. 열전대는 구성 금속 타입에 따라 측정 가능한 온도 범위도, 형태에 따른 종류도 광범위 합니다. 이러한 다양성과 유연성, 그리고 경제적인 가격 때문에 열전대는 산업 분야에서 가장 많이 쓰이는 온도센서입니다. 산업용 열전대부터 공급설비와 가전제품 등에서 찾을 수 있는 일반형 열전대까지 다양한 적용분야의 열전대가 있습니다. 하지만 모든 센서가 그러하듯이, 적용 환경에 맞게 알맞은 종류와 적용 방법을 택하지 않으면 열전대는 제대로 작동하지 않습니다. 해당 적용분야에서 알맞은 열전대의 유형과 재료는 무엇인지 파악하려면 열전대의 기본 구조, 작동 방법, 범위를 이해하는 것이 상당히 중요합니다.

열전대의 원리와 종류 열전대의 종류와 선택 방법 FAQ – 자주 묻는 질문 열전대의 구성과 작동 원리

열전대 종류

열전대 반응 속도

Thermocouple Chart – 열전대 온도범위와 컬러코드 비드 와이어 써모커플

써모커플 프로브

표면용 써모커플 프로브

써모커플 타입 출력 비접촉 적외선 온도센서

산업용 열전대 열전대 종류의 선택 기준

형태에 따른 열전대 종류

열전대 전압 대 온도 도표

많이 사용되는 제품

열전대의 원리와 종류

열전대 원리 – 지벡 효과 1821년 토마스 지벡Thomas Seebeck은 서로 다른 두 금속선의 끝을 묶어서 한 쪽을 가열하면 열전회로에서 지속적인 전류 흐름이 생기는 현상을 발견하였습니다. 이를 지벡 효과라고 하며, 금속 쌍에 가해지는 열에 따라 발생하는 일정한 기전력을 토대로 온도 값을 환산하여 측정하는 것이 열전대의 원리 입니다. 열전대의 구성과 작동 원리 서로 다른 금속으로 구성된 두 개의 선을 양쪽 끝을 한데 묶어서 한쪽 선에만 열을 가하면 열전회로에 지속적으로 흐르는 전류가 생겨납니다. 이러한 회로가 중간에서 끊어지면 개방회로의 전압(지벡 전압 Seebeck voltage)은 접합온도와 두 금속의 구성에 의한 기능입니다. 이는 두 금속의 접합부가 가열 또는 냉각되면 전압이 생성되어 온도와 상관관계를 가지게 됨을 의미합니다.

열전대 종류 열전대는 다양한 금속 쌍 교정(Calibration) 조합으로 제공됩니다. 가장 보편적인 기본 금속 열전대는 J, K, T, E, N 타입 입니다. 이외 R, S, B, G(W), C(W5), D(W3) 타입은 고온 측정에 특화 된 귀금속 및 합금 재질 열전대 입니다. U, V 타입은 비보상 구리 재질로 온도 기준이 정립되지 않아 열전대 온도센서로는 이용되지 않습니다.

각 교정 조합은 서로 다른 온도 범위와 환경을 가지며, 열전대 금속 타입 자체의 성질 외에도 와이어의 직경, 피복과 같은 구성에 따라 온도 범위와 특성이 좌우 됩니다.

열전대 교정 조합(캘리브레이션)이 온도 범위를 제어하긴 하지만 최대 범위는 또한 열전대 와이어의 직경에 의하여 제한됩니다. 즉, 매우 얇은 열전대 와이어는 최대 온도 범위에 도달하지 못할 수도 있습니다.

K타입 열전대는 저렴한 가격과 일반적인 온도 범위로 인하여 가장 많이 사용되는 열전대 종류 입니다.

열전대 종류와 형태 결정 방법

1. 열전대를 사용할 환경 확인

2. 열전대가 노출될 온도 범위를 확인

3. 열전대 또는 피복 물질에 필요한 화학적 저항성 고려

4. 마모 및 진동에 대한 저항의 필요성 평가

5. 모든 설치 요구사항 나열 (접촉 방식, 센서 연결 방식, 온도를 재는 환경과 매질 특성, 공간 크기, 연결 장비 관련 등) 열전대 종류의 선택 기준 열전대는 넓은 온도 범위 측정이 가능하고 상대적으로 튼튼하기 때문에 산업계에서 매우 빈번히 사용됩니다. 다음의 기준은 열전대의 선택 시 기본적으로 확인해야 할 사항입니다.

– 온도 범위

– 열전대 또는 피복 물질의 내화학성

– 내마모성과 내진동성

– 설치 요구사항(기존의 장비와의 호환 필요성, 기존의 구멍이 탐침기의 구멍과 맞을지 여부)

열전대 반응 속도 – 시간 상수(time constant)란 무엇인가? 시간상수는 센서가 특정한 조건 하에서 온도 변화 단계의 63.2% 지점에 도달하는데 필요한 시간으로 규정됩니다. 센서가 100%의 변화수치에 도달하는데 다섯 가지의 시간상수가 필요합니다. 열전대의 접지와 직경에 따라 반응속도는 달라집니다. 노출 접점 열전대는 가장 빠른 반응을 제공합니다. 또한 일반적으로 직경이 작을수록 반응이 빨라집니다. 그러나 최대 온도는 낮아집니다. 직경 외에도 열전대의 금속 쌍을 감싸고 있는 피복이나 금속관 재질에 따라서도 온도 범위는 달라집니다. 열전대 와이어나 열전대 프로브의 경우, 구성 피복이나 금속과 같은 절연/보호 재질이 해당 열전대가 측정할 수 있는 온도 범위까지 견디지 못할 수는 경우도 많습니다. 특히 일반 플라스틱 수지(PVC, PFA 등)의 최대 사용 온도는 극 고온 범위를 감당할 수 없으므로, 고온 측정 시에는 이에 맞는 피복 재질을 선택해야 합니다.

열전대 접합 유형 – 접합(Junction) 이란 무엇인가? 금속관으로 보호 처리를 한 써모커플 프로브 타입의 경우, 써모커플과 시스(Sheath) 간 접점은 접지, 비접지 또는 노출 중 한가지 방식을 선택할 수 있습니다. 접지 Grounded Juction 형태 끝 부분에는 열전대 와이어가 물리적으로 시스에 용접되어 있어, 외부로부터 시스를 통하여 열전대 접합부까지 양호한 열 전달이 이루어집니다. 따라서 빠른 반응 시간을 제공하지만, 전기 접지 루프에 민감합니다. 비접지 Ungrounded Junction 형태의 경우 열전대 접합부는 시스로부터 떨어져 있습니다. 반응 시간은 접지형보다 느리지만 비접지형은 전기적 차폐 처리(Isolation)가 됩니다. 노출 Exposed Junction 형태는 열전대의 끝이 피복 벽면 밖으로 돌출되어 접합부가 노출됩니다. 따라서 부식성이 없는 환경에서 빠른 응답속도가 요구될 때 적합합니다.

서로 다른 금속으로 구성된 두 개의 선을 양쪽 끝을 한데 묶어서 한쪽 선에만 열을 가하면 열전회로에 지속적으로 흐르는 전류가 생겨납니다. 이러한 회로가 중간에서 끊어지면 개방회로의 전압(지벡 전압 Seebeck voltage)은 접합온도와 두 금속의 구성에 의한 기능입니다. 이는 두 금속의 접합부가 가열 또는 냉각되면 전압이 생성되어 온도와 상관관계를 가지게 됨을 의미합니다.열전대는 다양한 금속 쌍 교정(Calibration) 조합으로 제공됩니다. 가장 보편적인 기본 금속 열전대는 J, K, T, E, N 타입 입니다. 이외 R, S, B, G(W), C(W5), D(W3) 타입은 고온 측정에 특화 된 귀금속 및 합금 재질 열전대 입니다. U, V 타입은 비보상 구리 재질로 온도 기준이 정립되지 않아 열전대 온도센서로는 이용되지 않습니다.각 교정 조합은 서로 다른 온도 범위와 환경을 가지며, 열전대 금속 타입 자체의 성질 외에도 와이어의 직경, 피복과 같은 구성에 따라 온도 범위와 특성이 좌우 됩니다.열전대 교정 조합(캘리브레이션)이 온도 범위를 제어하긴 하지만 최대 범위는 또한 열전대 와이어의 직경에 의하여 제한됩니다. 즉, 매우 얇은 열전대 와이어는 최대 온도 범위에 도달하지 못할 수도 있습니다.K타입 열전대는 저렴한 가격과 일반적인 온도 범위로 인하여 가장 많이 사용되는 열전대 종류 입니다.열전대는 넓은 온도 범위 측정이 가능하고 상대적으로 튼튼하기 때문에 산업계에서 매우 빈번히 사용됩니다. 다음의 기준은 열전대의 선택 시 기본적으로 확인해야 할 사항입니다.- 온도 범위- 열전대 또는 피복 물질의 내화학성- 내마모성과 내진동성- 설치 요구사항(기존의 장비와의 호환 필요성, 기존의 구멍이 탐침기의 구멍과 맞을지 여부)시간상수는 센서가 특정한 조건 하에서 온도 변화 단계의 63.2% 지점에 도달하는데 필요한 시간으로 규정됩니다. 센서가 100%의 변화수치에 도달하는데 다섯 가지의 시간상수가 필요합니다. 열전대의 접지와 직경에 따라 반응속도는 달라집니다. 노출 접점 열전대는 가장 빠른 반응을 제공합니다. 또한 일반적으로 직경이 작을수록 반응이 빨라집니다. 그러나 최대 온도는 낮아집니다. 직경 외에도 열전대의 금속 쌍을 감싸고 있는 피복이나 금속관 재질에 따라서도 온도 범위는 달라집니다. 열전대 와이어나 열전대 프로브의 경우, 구성 피복이나 금속과 같은 절연/보호 재질이 해당 열전대가 측정할 수 있는 온도 범위까지 견디지 못할 수는 경우도 많습니다. 특히 일반 플라스틱 수지(PVC, PFA 등)의 최대 사용 온도는 극 고온 범위를 감당할 수 없으므로, 고온 측정 시에는 이에 맞는 피복 재질을 선택해야 합니다.금속관으로 보호 처리를 한 써모커플 프로브 타입의 경우, 써모커플과 시스(Sheath) 간 접점은 접지, 비접지 또는 노출 중 한가지 방식을 선택할 수 있습니다.끝 부분에는 열전대 와이어가 물리적으로 시스에 용접되어 있어, 외부로부터 시스를 통하여 열전대 접합부까지 양호한 열 전달이 이루어집니다. 따라서 빠른 반응 시간을 제공하지만, 전기 접지 루프에 민감합니다.의 경우 열전대 접합부는 시스로부터 떨어져 있습니다. 반응 시간은 접지형보다 느리지만 비접지형은 전기적 차폐 처리(Isolation)가 됩니다.는 열전대의 끝이 피복 벽면 밖으로 돌출되어 접합부가 노출됩니다. 따라서 부식성이 없는 환경에서 빠른 응답속도가 요구될 때 적합합니다.

형태에 따른 열전대 종류 Top

비드 와이어 써모커플 Beaded Wire Thermocouple

비드 와이어 써모커플은 가장 단순한 형태의 열전대 입니다. 두 금속선이 끝 쪽에서 용접된 비드 형태로 합쳐지기 때문에 비드 와이어 써모커플 이라고 합니다. 비드 와이어 써모커플은 대기 중이나 가스를 측정할 때 좋은 솔루션입니다. 매우 빠른 반응속도를 보이며, 가늘거나 협소한 공간에서 이상적입니다. 하지만 이 형태는 열전대 금속에 보호 장치가 되어 있지 않아 액체 환경에서 사용 시 금속이 부식될 수 있어 액체 투입 조건이나 습윤한 환경에서는 사용하지 않습니다. 또한 표면이 금속 재질이므로, 시스템의 전기적 부분과 마찰을 빚어 측정 시 오류나 문제가 발생할 수 있습니다. 비드 와이어 써모커플은 가장 단순한 형태의 열전대 입니다. 두 금속선이 끝 쪽에서 용접된 비드 형태로 합쳐지기 때문에 비드 와이어 써모커플 이라고 합니다. 비드 와이어 써모커플은 대기 중이나 가스를 측정할 때 좋은 솔루션입니다. 매우 빠른 반응속도를 보이며, 가늘거나 협소한 공간에서 이상적입니다. 하지만 이 형태는 열전대 금속에 보호 장치가 되어 있지 않아 액체 환경에서 사용 시 금속이 부식될 수 있어 액체 투입 조건이나 습윤한 환경에서는 사용하지 않습니다. 또한 표면이 금속 재질이므로, 시스템의 전기적 부분과 마찰을 빚어 측정 시 오류나 문제가 발생할 수 있습니다.

써모커플 프로브 Thermocouple Probe

써모커플 프로브는 금속관 내부에 위치한 열전대 와이어로 구성됩니다. 금속관 또는 금속 피복은 프로브의 시스 또는 쉬쓰(Sheath)라 불립니다. 보편적으로 시스 재질은 스테인리스 강과 인코넬이 사용됩니다. 인코넬은 스테인리스 강보다 더 높은 온도 범위를 지원하지만 스테인리스 강이 더 다양한 내화학성을 갖고 있어 용도에 따라 다른 재질이 이용됩니다. 1000도 이상의 고온 측정 시에는 Inconel®, OMEGACLAD™ 재질을, 2000도 이상의 극고온 측정 시에는 몰리데늄, 탄탈륨, 백금로듐과 같은 기타 특수 재질 프로브를 사용합니다. 극고온용은 당사의 XTA 시리즈를 참고하시기 바랍니다.

써모커플 프로브는 접지Ground, 비접지Unground 또는 노출Expose의 세 가지 접점 Junction 유형 중 한가지로 제공됩니다. (해당 접점 유형은 위의 ‘열전대 접합 유형’에서 언급하였습니다.) 써모커플 프로브는 금속관 내부에 위치한 열전대 와이어로 구성됩니다. 금속관 또는 금속 피복은 프로브의 시스 또는 쉬쓰(Sheath)라 불립니다. 보편적으로 시스 재질은 스테인리스 강과 인코넬이 사용됩니다. 인코넬은 스테인리스 강보다 더 높은 온도 범위를 지원하지만 스테인리스 강이 더 다양한 내화학성을 갖고 있어 용도에 따라 다른 재질이 이용됩니다. 1000도 이상의 고온 측정 시에는 Inconel®, OMEGACLAD™ 재질을, 2000도 이상의 극고온 측정 시에는 몰리데늄, 탄탈륨, 백금로듐과 같은 기타 특수 재질 프로브를 사용합니다. 극고온용은 당사의 XTA 시리즈를 참고하시기 바랍니다.써모커플 프로브는 접지Ground, 비접지Unground 또는 노출Expose의 세 가지 접점 Junction 유형 중 한가지로 제공됩니다. (해당 접점 유형은 위의 ‘열전대 접합 유형’에서 언급하였습니다.)

표면용 써모커플 프로브

일반적인 온도센서로는 고체 표면의 온도를 측정하기 어렵습니다. 정확한 측정을 보장하기 위하여 센서의 전체 측정 영역이 표면에 접촉 해야하기 때문입니다. 견고한 센서로 단단한 표면에 작업해서는 어렵기 때문에, 표면 온도 측정용 열전대는 유연한 금속으로 만들어집니다. 접합부가 단단한 고체 표면에 최대한 접촉할 수 있도록 평평하고 얇게 형성 된 구조로 설계 됩니다. 표면에 부착할 수 있는 형태가 되거나, 손잡이가 있고 평평한 센서 헤드가 있는 프로브 타입으로 구성될 수도 있습니다. 사진과 같이 평평한 센서 헤드에 손잡이를 장착한 롤러식 형태는 움직이는 표면의 온도를 측정하는데 적합합니다. 일반적인 온도센서로는 고체 표면의 온도를 측정하기 어렵습니다. 정확한 측정을 보장하기 위하여 센서의 전체 측정 영역이 표면에 접촉 해야하기 때문입니다. 견고한 센서로 단단한 표면에 작업해서는 어렵기 때문에, 표면 온도 측정용 열전대는 유연한 금속으로 만들어집니다. 접합부가 단단한 고체 표면에 최대한 접촉할 수 있도록 평평하고 얇게 형성 된 구조로 설계 됩니다. 표면에 부착할 수 있는 형태가 되거나, 손잡이가 있고 평평한 센서 헤드가 있는 프로브 타입으로 구성될 수도 있습니다. 사진과 같이 평평한 센서 헤드에 손잡이를 장착한 롤러식 형태는 움직이는 표면의 온도를 측정하는데 적합합니다.

무선 써모커플

온도 모니터링과 데이터 로깅을 위하여 열전대 온도센서와 스마트폰 또는 태블릿에 연결되는 블루투스 무선 송신기를 연결한 온도 트랜스미터 타입입니다. (해당 제품은 다른 온습도 센서와 사용할 수 있도록 여러 모델을 제공합니다.) 데이터는 블루투스 무선 기술을 통하여 스마트폰이나 태블릿에 앱을 설치하여 바로 데이터를 확인, 편집, 전송할 수 있습니다. 또한 앱을 통해 여러 대의 송신기와 페어링하고 이를 설정하는 것도 가능합니다. 온도 모니터링과 데이터 로깅을 위하여 열전대 온도센서와 스마트폰 또는 태블릿에 연결되는 블루투스 무선 송신기를 연결한 온도 트랜스미터 타입입니다. (해당 제품은 다른 온습도 센서와 사용할 수 있도록 여러 모델을 제공합니다.) 데이터는 블루투스 무선 기술을 통하여 스마트폰이나 태블릿에 앱을 설치하여 바로 데이터를 확인, 편집, 전송할 수 있습니다. 또한 앱을 통해 여러 대의 송신기와 페어링하고 이를 설정하는 것도 가능합니다.

열전대(써모커플, Thermocouple) – 원리, 종류

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– 열전대(써모커플, Thermocouple) 원리

– Thermocouple type

– Thermocouple 종류

열전대 ( 써모커플 , Thermocouple)

써모커플은 서로 다른 두 종류의 금속의 기전력을 이용한 온도센서입니다.

특성이 다른 두 종류의 도체의 양단을 접합해 폐회로를 만들고

한쪽 끝단에 온도차이를 주면 이 회로에 열기전력이 발생하게 됩니다.

온도에 비례하여 기전력이 커지는데 이 기전력의 크기를 이용하여 온도를 측정하는 온도센서를 써모커플이라 합니다.

서로 다른 두 종류의 도체인 두 라인이 서로 다른 열 특성(열용량, 열전도 등)을 가짐으로써 둘의 차이를 통해 온도를 알아냅니다.

써모커플은 전도체에 전류가 흐르지 않아도 에너지의 흐름(열)에 의해 전압의 차이가 생기고 기전력이 발생한다는 열전 효과 중 하나인 Seebeck 효과의 원리입니다.

2020/09/08 – [정리, 공부해요/전기, 전자, 통신] – 열전 효과 (Thermal-electric effect)

즉, 써모커플의 온접점이 가열되면 냉접점과 전압차이가 생기며 온접점에서 많은 전자가 냉접점으로 이동합니다.

Thermocouple type

주로 많이 사용되는건 J, K, T로 보입니다.

Thermocouple 종류

접지형: 접점을 금속으로 된 보호대 외피에 연결한 형태로, 응답속도가 좋으면서 고온 고압에 사용할 수 있다.

그러나 접점이 금속 외피와 연결되어 있기에 전압이 있는 곳에는 적합하지 않다.

비접지형: 열전대가 외부와 완전히 절연된 상태로 응답속도는 떨어지나 외부환경에 강하다.

노출형: 열전대를 보호대 밖으로 노출시킨 형태로, 온도 변화에 대한 응답속도가 가장 빠르지만 내구성이 좋지 않아 고온, 고압, 부식이 많은 곳에는 적합하지 않다.

비드 와이어 써모커플 Beaded Wire Thermocouple

비드 와이어 써모커플은 가장 단순한 형태의 열전대 입니다. 두 금속선이 끝 쪽에서 용접된 비드 형태로 합쳐지기 때문에 비드 와이어 써모커플 이라고 합니다. 비드 와이어 써모커플은 대기 중이나 가스를 측정할 때 좋은 솔루션입니다. 매우 빠른 반응속도를 보이며, 가늘거나 협소한 공간에서 이상적입니다. 하지만 이 형태는 열전대 금속에 보호 장치가 되어 있지 않아 액체 환경에서 사용 시 금속이 부식될 수 있어 액체 투입 조건이나 습윤한 환경에서는 사용하지 않습니다. 또한 표면이 금속 재질이므로, 시스템의 전기적 부분과 마찰을 빚어 측정 시 오류나 문제가 발생할 수 있습니다.

써모커플 프로브는 금속관 내부에 위치한 열전대 와이어로 구성됩니다. 금속관 또는 금속 피복은 프로브의 시스 또는 쉬쓰(Sheath)라 불립니다. 보편적으로 시스 재질은 스테인리스 강과 인코넬이 사용됩니다. 인코넬은 스테인리스 강보다 더 높은 온도 범위를 지원하지만 스테인리스 강이 더 다양한 내화학성을 갖고 있어 용도에 따라 다른 재질이 이용됩니다. 1000도 이상의 고온 측정 시에는 Inconel®, OMEGACLAD® 재질을, 2000도 이상의 극고온 측정 시에는 몰리데늄, 탄탈륨, 백금로듐과 같은 기타 특수 재질 프로브를 사용합니다.

표면용 써모커플 프로브

일반적인 온도센서로는 고체 표면의 온도를 측정하기 어렵습니다. 정확한 측정을 보장하기 위하여 센서의 전체 측정 영역이 표면에 접촉 해야하기 때문입니다. 견고한 센서로 단단한 표면에 작업해서는 어렵기 때문에, 표면 온도 측정용 열전대는 유연한 금속으로 만들어집니다. 접합부가 단단한 고체 표면에 최대한 접촉할 수 있도록 평평하고 얇게 형성 된 구조로 설계 됩니다. 표면에 부착할 수 있는 형태가 되거나, 손잡이가 있고 평평한 센서 헤드가 있는 프로브 타입으로 구성될 수도 있습니다. 사진과 같이 평평한 센서 헤드에 손잡이를 장착한 롤러식 형태는 움직이는 표면의 온도를 측정하는데 적합합니다.

무선 써모커플

온도 모니터링과 데이터 로깅을 위하여 열전대 온도센서와 스마트폰 또는 태블릿에 연결되는 블루투스 무선 송신기를 연결한 온도 트랜스미터 타입입니다. (해당 제품은 다른 온습도 센서와 사용할 수 있도록 여러 모델을 제공합니다.) 데이터는 블루투스 무선 기술을 통하여 스마트폰이나 태블릿에 앱을 설치하여 바로 데이터를 확인, 편집, 전송할 수 있습니다. 또한 앱을 통해 여러 대의 송신기와 페어링하고 이를 설정하는 것도 가능합니다.

참고

다른 온도 측정 툴

2020/09/10 – [분류 전체보기] – 써미스터 (Thermistor=Thermal resistor) – 사용온도, B value

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Thermocouple (써모커플)

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오늘은 써모커플(Thermocouple)에 대해 자세히 얘기해볼까 합니다.

지난 포스팅에서 얘기했던것과 같이 써모커플은 열전대(열전쌍)라고 불리는 온도센서의

한 종류입니다.

(자료를 찾아보니 열전대는 일본식(마주할 대)으로 부르던 것을 그대로 사용해서 그렇다고 하고,

의미를 한문으로 표현하고 중국식(짝 우)으로 풀이하면 열전우가 된다고 합니다.

또 우리식으로 얘기하자면 두개가 한 짝을 이루니 열전쌍이 되는것 같네요.

그냥 의미만 통하면 될것 같습니다. 저는 써모커플이나 T/C로 부르는게 편하네요. ^^)

1. 제벡효과

써모커플은 제벡효과를 이용한 온도검출 센서입니다.

제벡효과는 1821년 Thmas Johann Seebeck이 발견한 효과로

‘수분이 없는 상태에서 폐쇄회로를 구성하고 있는 두개의 다른 금속의 접점에서

온도의 차이가 발생할 때 자기적 특성이 나타난다’는 것을 기초로 합니다.

즉 금속A와 금속B를 접합(한쪽만)시키고, 다른 한쪽은 각각 터미널 단자로 만들어 두고 케이블을 연결합니다.

그럼 접합된 부위에 온도가 상승하거나 하강하게 되면 제벡효과로 인하여 열기전력이 발생하게 되고,

이로인해 터미널단자에 연결한 케이블을 이용하여 우리는 PLC나 Transmitter로 열기전력에 의해 유기된

전압을 측정하여 온도를 검출 하는 것입니다.

2. 써모커플의 형태-1 (열전대의 보호형태에 따른 분류)

써모커플에는 센서 프로브의 형태에 따라 크게 3가지 타입이 있습니다.

노출형, 접지형, 비접지형인데요. 자세히 알아보겠습니다.

1) 노출형 (Exposed junction)

위 그림과 같은 형태로 두 금속의 접합부위가 온도검출을 위하여 노출된 형태를 이야기 합니다.

온도 검출을 담당하는 접합부위가 직접 유체와 닿기 때문에 온도 변화를 빠르게 감지하고 응답성이 좋지만,

기밀성이 좋지 않기 때문에 고온, 고압, 부식이 많은 곳에서는 사용하기 어렵습니다.

2) 접지형 (Grounded junction)

접지형은 두 금속의 접합부위를 금속보호대에 연결한 상태를 이야기 합니다.

온도변화를 빠르게 감지 할 수 있을 뿐만 아니라, 고온, 고압등 열악한 환경에서도 사용이 용이합니다.

그래서 가장 많이 사용하는 형태입니다.

다만 노이즈나, 기타전원이 존재하는 장소에서는 사용이 불가합니다.

3) 비접지형 (Ungrounded junction)

두 금속의 접합부위를 아예 센서프로브 몸통과 분리시켜 두는 형태를 비접지형이라고 합니다.

기밀성이 가장 좋아, 외부와 완전히 절연된 상태이다.

그래서 온도변화에 따른 응답속도는 제일 떨어지는 타입이지만 외부환경에 구애받지 않고

사용할 수 있는 타입이다.

3. 써모커플의 형태-2 (센서프로브 모양에 따른 분류)

써모커플은 다양한 모습으로 제작 사용되어 집니다.

1) 와이어 타입

필요한 길이에 따라서 잘라서 사용할 수 있도록 제작되는 써모커플로 도선을 감싸고 있는 절연체 및 시스의 재질이

FEP, PEA등 여러가지 종류가 있습니다.

2) 프로브타입 (케이블)

가장 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 형태 입니다. 케이블 외피나 프로브의 재질이 여러종류가 있습니다.

3) 프로브타입 (헤드)

우리가 산업용으로 사용하는 형태로 Thermowell(보호관)을 이용하여 유체가 흐르는 곳에 삽입하여 사용합니다.

헤드 부분은 일반형(Weather proof)와 방폭형(Explosion proof)이 있으며 재질은 알루미늄다이캐스팅이나 일반 SUS재질등 다양합니다.

4) 전송기일체형 (Transmitter)

헤드 일체형 프로브타입과 함께 산업용에서 주로 사용하는 형태로 트랜스미터 일체형 입니다.

T/C의 전압을 측정하여 온도로 환산 후 셋팅되어 있는 Range에 맞게 4~20mA 혹은 0~10V의 아날로그 시그널로

변환하여 전송해 줍니다.

인디케이터(디지털표시 화면)가 없는 타입도 있으니 용도에 맞게 선정 하면 됩니다.

4. 써모커플의 종류

써모커플은 다양한 금속 조합으로 만들어 지는데, 이 금속 조합에 따라 타입이 나뉩니다.

그리고 당연히 이 금속조합에 따라 온도 범위나 온도 테이블 데이터도 달라지게 되며,

J / K / T / E / N / R / S / B / G(W) / C(W5) / D(W3) 가 있습니다.

또한 금속 조합 이외에도 와이어의 직경, 피복과 같은 구성에 따라 온도 범위와 특성이 변경되니

메이커에서 제공하는 온도 테이블 데이터를 이용하시는것을 추천드립니다.

첨부파일에는 산업용으로 제일 많이 사용하는 J, K, T, E, N 타입의 기전력에 따른 온도테이블을

올려두겠습니다.

(다시 한번 말씀드리지만 써모커플의 금속재질을 제외한 나머지 구성품에 의해서도

테이블 데이터가 바뀔 수 있으니 반드시 메이커에서 제공하는 온도 테이블을 사용하셔야 합니다.

본 첨부파일은 기초설계단계에서 참고자료로만 사용하실 것을 추천드립니다.)

j type.pdf 0.02MB k type.pdf 0.05MB t type.pdf 0.02MB e type.pdf 0.02MB n type.pdf 0.03MB

그리고 제가 사용하는 지멘스메이커의 타입별 온도 레인지범위 입니다.

메이커마다 상이하다는 점을 기억하셔야 합니다.

※ 써모커플을 선정할때는 온도범위, 정확도, 공정호환, 도구적 호환을 고려해야 합니다.

절대 전기계장 혼자서 단독으로 계기를 선정하는것은 위험합니다.

항상 공정파트와 의견을 조율하고 선정한 계기의 정보를 기계와도 공유하는 습관이 중요합니다.

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