상대습도 측정용 마이크로기계 광섬유 센서

전문가 제언

○ 공기 중에 있는 수분의 양을 측정하는 습도는 일상생활은 물론이고 산업과도 밀접한 관계가 있다. 요즈음 같은 장마철에는 일반인들도 습도에 관심을 갖지만 시간이나 온도처럼 쉽게 측정할 수 있는 물리량은 아니다. 습도측정은 결국 수분의 양을 측정하는 것으로 귀착되며 수분을 함유한 물성의 변화를 이용하여 다양한 습도계가 개발되었다. 상대습도는 보통습도에 따른 온도차를 이용하는 건습구습도계를 사용하여 측정한다.

 

○ 산업계에서는 수분측정이 중요하다. 농산물과 각종 천연자원의 수분측정은 품질관리에서 중요한 역할을 한다. 반도체와 같은 첨단제품의 제조공정에서는 아주 적은 양의 수분도 허용되지 않으므로 영하 100℃ 이하의 노점측정과 제어가 필요하다. 최근에는 생의학에서도 습도에 관심이 커지고 있다. 예로서 독감바이러스의 전염성은 춥고 건조한 공기에서 높아지며, 습도가 높으면 공기 중에서 퍼지는 범위가 줄어들고 생존기간도 짧아진다고 알려져 있다.

 

○ 이 논문은 흡착성이 우수한 합성물질인 실리카겔에 흡수된 수분의 양을 마이크로구조의 공진기와 Fabry-Perot 간섭계를 이용하여 측정하는 광섬유센서에 대한 소개이다. 레이저광원을 이용하여 얻은 간섭 데이터를 2채널 PLL(Phase Locked Loop) 기술을 사용하여 처리함으로서 0.1㎐의 정밀도를 얻을 수 있으며 이것은 공기의 상대습도 0.02%에 해당한다. 0～75% 영역에서 흡수된 수분의 질량과 공명주파수간에 1차적 관계를 보이므로 교정하기도 간단하다. 센서에는 전자부품이 사용되지 않으므로 전자파간섭을 받지 않는 장점도 있다. 실험실에서 비교적 쉽게 제작하여 높은 정밀도를 얻을 수 있는 장치라고 할 수 있다.

 

○ 습도표준에는 1차표준이라고 할 수 있는 중량식습도계가 있으며 표준기관에서는 다양한 습도발생장치를 개발하여 습도계교정에 사용한다. 새로운 반도체소자의 개발에는 더 높은 수준의 습도측정이 필요하다. 세계 제일의 반도체소자 생산국에 걸맞는 습도표준을 확립하여 산업계의 요구에 부응할 수 있어야 할 것이다.

 

저자

Alexander V. Churenkov

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

55()

잡지명

Measurement

과학기술
표준분류

재료

페이지

33~38

분석자

박*철

분석물

• 상대습도 측정용 마이크로기계 광섬유센서.pdf [493,204 byte]

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