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가스터빈 연소기 개발에서 광학계측 기술(Optical Measurement Technique in Combustor Development)

전문가 제언: □ 여기서 소개된 가스터빈 연소기 관련 계측방법 외에, 현재 널리 사용되고 있는 연소가스 분석법을 예로 들어 본다.

○ 하나는 광파간섭(光波干涉)에 의한 방법으로, 그 원리는 두 기체(예: 공기와 연소가스) 간의 광굴절률차에 근거한 광로차를 간섭무늬의 이동으로 측정하는 것이다. 이 방법은 두 기체의 굴절률차가 클수록 측정정밀도가 높다. 예를 들면 공기중에 Cl2가 존재하는 경우는 0.003%의 존재를 검출할 수 있는 장치라도 CO이면 0.03% 정도의 정밀도밖에 안 된다. 장치원리는 광원에서 나온 빛을 두 갈래로 분할하여 각각 굴절률이 다른 두 시료를 통과시킨다. 시료를 통과한 두 빛은 광로차가 있어 그 간섭무늬의 이동에 의해 가스의 성분을 알 수 있는 것이다.

○ 다른 하나는 적외선에 의한 연소가스의 분석이다. 이것은 시료가스의 적외선의 흡수성을 이용한 것으로, 적외선을 입사시키는 경우 프리즘으로 광선을 분산시키는 분산형과 광원으로부터의 적외선을 그대로 유도하는 비분산형이 있다. 공업적으로는 구조가 간단한 비분산형이 주로 사용되고 있다. 이 장치의 예를 들면 광원에서 나온 적외선이 2개의 반사경에 의해 두 줄의 광속으로 갈라지며, 두 광속은 시료가스실을 통과한다. 그 중 한 광속은 적외선을 전혀 흡수하지 않는 가스, 예를 들면 질소를 넣은 실을 지나 검출기에 이른다. 다른 광속은 100%의 피측정가스가 든 실을 통과하여 다른 검출기에 이른다. 이 두 검출기에서 적외선 흡수량을 측정하여 피측정가스의 농도를 계측한다.

저자: Hiroyuki Kashihara
자료유형: 학술정보