비접촉식 열 센서에 대한 수요가 급격히 증가하고 있습니다.

접촉식 열 센서와 비접촉식 열 센서의 차이점

오늘날 가장 자주 사용되는 로터리 엔코더 기술을 비교해본 결과, Same Sky는 광학 인코딩보다 용량성 인코딩이 더 많은 장점을 제공한다는 것을 확인했습니다.

열 센서의 적용 범위는 비교적 넓습니다. 열 센서는 체온 측정에만 사용되는 것이 아니라, 산업, 의료, 가전제품, 보안 및 엔터테인먼트 산업에서도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 열 센서는 산업 공정에서 제작된 물체의 온도를 확인하는 데 사용할 수 있으며, 의료적 측면에서는 환자의 생리적 상태를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 가전제품 측면에서는 에어컨 시스템에서 온도와 인간의 존재를 감지할 수 있고, 보안 측면에서는 인간의 존재와 움직임을 탐지하는 데 사용할 수 있습니다. 엔터테인먼트 측면에서는 사용자 움직임을 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 열 센서의 응용 사례는 끝이 없습니다.

열 센서는 접촉식과 비접촉식 두 가지 유형으로 구분할 수 있습니다. 아래 내용은 이들 간의 차이에 대한 간략한 요약과 비접촉식 열 센서를 중심으로 한 심층적인 소개를 포함하고 있습니다.

그 이름이 암시하듯, 접촉식 열 센서는 테스트 대상과의 접촉이 필요합니다. 이는 센서와 테스트 대상 또는 유체 간에 우수한 열 접촉이 유지되어야 함을 의미하며, 센서가 테스트 대상 또는 유체와 접촉하거나 유사한 온도 차이를 가진 물체 또는 유체에 근접해야 한다는 것을 나타냅니다. 즉, 센서는 테스트 대상과 열적 평형을 이루어야 합니다. 또한, 테스트 대상의 예상 온도는 1700°C(3092°F) 미만이거나 약 -40°C(-40°F) 이상이어야 합니다. 이는 1700°C의 온도에서 백금 합금 열전대가 급격히 보정이 틀어지기 시작하고, 전선과 절연 재료가 부드러워지기 시작할 가능성이 있기 때문입니다. -40°C 이하의 온도에서는 문제가 나타나기 시작하며, 많은 접촉식 열 센서가 여전히 그 온도 아래에서도 작동할 수 있지만, 정확도가 영향을 받을 수 있습니다. 더 나아가, 접촉식 열 센서는 테스트 대상보다 작아야 하며, 용접, 납땜, 클램프 또는 접착제를 통해 테스트 대상에 견고하게 고정되어 신뢰할 수 있는 물리적 접촉을 유지해야 합니다.

가장 일반적으로 사용되는 접촉식 온도 센서는 액체 유리 온도계, 열전대, 저항 온도 검출기(RTD) 및 서미스터입니다. 이러한 센서들은 대개 열전정(thermowell)이라고 불리는 금속 또는 세라믹 보호 쉘에 포함되어 있어 공정 장벽을 침투할 수 있으며, 공정 또는 유지관리 인력을 극한의 조건에 노출시키지 않고도 손쉽게 분리하여 교정하거나 유지보수할 수 있습니다. 비접촉식 온도 센서의 응용 유연성은 더욱 다양하고 넓은 범주를 가집니다. 비접촉식 온도 센서는 여러 스타일과 유형, 다양한 이름을 가지고 있지만, 모두 막스 플랑크(Max Planck)의 열복사 법칙에 따라 작동한다면 복사 온도계로 분류됩니다. 이러한 센서들은 복사 피로미터(radiation pyrometer), 적외선 피로미터(infrared pyrometer), 광학 피로미터(optical pyrometer), 적외선 온도계(infrared thermometer), 열 영상 장치(thermal imager) 등으로 불립니다. 이들 기기는 배터리로 작동하는 휴대용 장치, 고정 설치 장치, 또는 온라인 공정 모니터링 장치로 사용할 수 있습니다.

비접촉 열 센서의 온도가 측정 대상의 온도와 동일할 필요가 없기 때문에, 비접촉 열 센서의 응용 범위는 접촉 열 센서보다 훨씬 넓습니다. 비접촉 열 센서는 접촉 시 대상이나 센서 손상이 발생할 수 있는 경우(대단히 높은 온도, 부식성 또는 마모성 환경), 접촉 시 대상의 온도가 명확하게 변하는 경우, 측정 영역이 크고 뚜렷하게 관찰 가능한 경우, 대상이 너무 멀어서 접근하기 어려운 경우, 특별한 대기나 우주(별과 은하 관측 등)와 같은 환경에서 사용됩니다.

비접촉 열 센서는 인체 감지에 적합합니다

다음 내용은 OMRON 비접촉 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS) 열 센서인 D6T 시리즈를 예로 들어 해당 기능과 특징을 소개합니다. D6T 시리즈 MEMS 열 센서는 실리콘 렌즈가 장착된 작은 회로 기판, 열전퇴(thermopile) 센서, 특수 아날로그 회로 및 디지털 온도 값으로 변환하는 데 사용되는 논리 회로로 구성됩니다. 이러한 모듈을 결합하는 데는 하나의 커넥터만 필요합니다. D6T 시리즈 회로 기판은 14mm x 18mm 크기로 측정되며, 더 소형화된 11.6mm x 12mm 버전도 제공됩니다.

D6T 시리즈 MEMS 열 센서의 작동 원리는 실리콘 렌즈를 통해 물체에서 발생하는 복사열(원적외선)을 모듈의 열전퇴 센서에 집중시키는 것입니다. 열전퇴 센서는 집중된 복사 에너지(원적외선)에 따라 기전력을 생성하며, 이를 측정하여 기전력 값과 내부 열 센서를 파악할 수 있습니다. 이 장치는 측정된 값(물체 온도)을 내부에 저장된 룩업 테이블과 비교하는 보간 계산을 통해 산출합니다. 측정된 값은 I2C 버스를 통해 출력되며, 호스트 시스템에서 읽을 수 있습니다.

MEMS 열 센서를 사용하여 인간의 움직임을 감지하면 기존의 압전 센서가 직면한 문제를 해결할 수 있습니다. 이는 압전 센서가 적외선 상태 변화 감지 원리에 기반하고 있어 인간의 신체가 정지 상태일 때 측정 신호가 손실되기 때문입니다. 반면 열 센서는 움직임이 없더라도 여전히 측정 신호를 생성할 수 있습니다.

비접촉 열 센서는 인간 신체 존재 감지에 매우 적합합니다. 이러한 센서는 가전제품 응용 분야에서 매우 흔하게 사용됩니다. 예를 들어, 공기 조화 시스템이나 팬에서는 인간 신체의 존재를 감지하여 상대적인 반응을 하도록 사용됩니다. 시장 수요는 날이 갈수록 증가하고 있습니다. 제품 개발에 투자할 만한 가치가 있습니다.

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