고온용 자기 검증 접촉 온도센서

전문가 제언

○ 철강, 유리, 세라믹 등의 산업은 1000℃ 이상의 고온에서 생산 공정이 이뤄지므로 정확한 온도제어와 측정은 원가절감, 생산품의 품질향상, 환경오염 방지 등에서 필수적이다. 고온측정에는 열전대와 광고온계가 사용되며 장기적으로 연속측정이 필요한 온도제어에는 열전대가 주로 이용된다. 1700℃ 이하에서는 안정성이 우수한 백금계(S형, B형) 열전대 그 이상이 온도영역에서는 텅스텐계 열전대가 보통 사용된다.

 

○ 이 논문에서는 S형과 B형 열전대의 표류효과(drift effect)를 잡음온도계와 결합하여 조사하였다. 열전대는 사용시간과 환경에 따라 열기전력의 변화가 일어나 온도측정의 불확도가 커진다. 반면에 잡음온도계는 온도센서를 구성하는 재료의 물성과 무관하게 열역학적 온도를 측정할 수 있는 일차온도계 중 하나이다. 열전대와 잡음온도계를 결합한 센서로 1000℃ 이상의 고온에서 열전대의 온도변화를 감지하여 보정할 수 있다는 것을 증명하였다. 실험실에서는 물론이고 산업현장에서 측정한 결과도 자기검증을 통해 비용과 시간이 많이 드는 열전대의 반복된 재교정을 피할 수 있다는 것을 알 수 있다.

 

○ 독일의 국가측정표준기관인 PTB와 측정기기 생산업체인 Endress+ Hauser GmbH가 협력하여 수행한 이 연구에서 알 수 있듯이 선진국의 경우에는 산학연 공동연구가 활발하다. 우리도 본받을 필요가 있다.

 

○ 잡음온도계 연구는 NIST(NIST)에서 2000년대 초에 양자전압 잡음소스(QVNS)를 이용한 존슨 잡음온도계(JNT)를 개발하여 500～930K 영역에서 1차 온도계로 사용하고 기본상수인 볼쯔만상수를 결정하는데 이용하였다. 일본(NMIJ)과 중국(NIM)도 새로운 형태의 JNT를 개발 중이다. 각국의 국가측정표준기관에서 잡음온도계 연구가 활발하다는 것을 알 수 있다. 국내에서는 표준원(KRISS)이 1400℃ 이상의 고온에서 열전대 교정에 사용할 수 있는 Si-SiC 공융 고정점(eutectic fixed point) 셀과 현장검증용 소형 고정점 셀을 개발하였다. 국내에서도 고온용 열전대가 생산되므로 산업체와 협력하여 잡음온도계를 이용하는 자기검증 온도센서의 개발을 시작할 시기가 된 듯하다.

 

저자

F Edler and P Seefeld

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2015

권(호)

26()

잡지명

Measurement Science and Technology

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

01510201~01510209

분석자

박*철

분석물

• 고온용 자기검증 접촉 온도센서.pdf [511,984 byte]

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