온도 측정 온도 측 정 목 차 1. 온도의 측정 7. 보호관의 강도 2. 온도계의 종류 8. 보상 도선 3. 온도계의 사용범위 9. 백금측온저항체 4. 열전대 온도계 10. Bimetal 온도계 5. 열전대의 종류 11. 액체주입온도계 6. 보호관(Thermowell) 12. 방사 온도계

측온 저항체 (Resistance-Bulb) 온도 측정 1.온도측정은? 1.각종 Plant가 정상적으로 동작하는지의 여부는 Plant각부분 온도의 변화를 살펴보면 알수 있으며 실제의 공정감시 Loop 중에서도 온도의 감시가 가장 많이 차지 하고 있다. 2.온도의 감시는 대체적으로 50%이상을 차지하고 있을 정도로 Plant에서의 온도 감시는 중요하다. 3.Plant 요소요소의 온도가 확실하게 지시하고 있으면 Plant의 운전상태는 정상이라고 볼 수 있다. 2.온도계의 종류 측온 저항체 (Resistance-Bulb) Bimetal Type 온도 지시계 열전대 (Thermocouple) 현재 Process의 온도 측정에서 가장 많이 사용되는 온도계 액체충만 압력식 온 도 계 방사 온도계 (Optical-Type)

3.온도계의 사용범위 온도계 종류 -200 C -0 C 500 C 1000 C 1400 C 온도 측정 3.온도계의 사용범위 온도계 종류 -200 C -0 C 500 C 1000 C 1400 C O O O O O 열 전 대 R형 열전대 K형 열전대 E형 열전대 J형 열전대 T형 열전대 저 항 / 기 계 식 백금측온저항체 Bi-metal온도계 액체충만온도계 방사온도계 *온도 눈금으로서 가장 많이 이용되는 것은 스웨덴의 천문학자 Anders Celsius(1701~1744)가 제안한 섭씨[ C}눈금으로 온도의 빙점과 증기점 을 0 C 와 100 C로 하고 그 사이를 100등분 한 것이다.

온도 측정 4. 열전대 온도계 열전대는 1821년 제어벡( Thomas J Seebeck)이 발 견 한 것으로 두 종류의 금 속을 그림과 같이 접속하고 한쪽은 높은 온도로 다른 쪽은 낮은 온도로 유지하면 온도 차이에 의하여 기전력 이 발생 한다. 이때 나타나는 기전력을 측 정하면 온도의 측정이 가능 하다. 이와 같은 효과를 제어백 효과(seebeck Eff’ )라고 하며 발생되는 전류 를 열기전력 이라 한다. 1) 열전대의 원리

구조는 외부는 열전대보호관 (Sheath)으로 되어있고 내부 는 열전대선과 산화 마그네슘 이 충진 되어 있다. 온도 측정 4. 열전대 온도계 열전대의 구조는 여러 종류 로 제작 되고 있으며 그 중 에서 가장 많이 사용되고 있 는 것은 Sheath Type으로서 그의 구조는 우측의 그림과 같다.Sheath Type의 특징은 Response가 빠른 장점이 있 어 공정 제어에 가장 많이 사 용 되고 있다. 구조는 외부는 열전대보호관 (Sheath)으로 되어있고 내부 는 열전대선과 산화 마그네슘 이 충진 되어 있다. 2) 열전대의 구조

+ : Copper - : Constantan -200 C ~300 C 온도 측정 5. 열전대의 종류 종 류 사 용 재 료 사용 온도 특 기 사 항 K-Type + : Chromel - : Alumel 0 C~1000 C 기전력의 직선성이 좋아 가장 많이 사용 O O J-Type + : Iron - : Constantan 0 C~600 C H2,Co등에 사용 가능 산화분위기 사용불 O O O T-Type + : Copper - : Constantan -200 C ~300 C 저온영역에서 기전력 의 안정성과 정도 좋다 O O E-Type + : Chromel - : Constantan -200 C ~700 C 중,저온용으로 저온 에서 많이 사용 O O R-Type + : Platinum - : Rhodium 600 C ~1500 C 고가격,고온에서 정도 가 좋다. O 1.접지형:열전대선을 Sheath에 접지.응답속도는 빠르나 Noise의 영향 크다 2.비접지형:열전대선을 Sheath와 절연.응답속도가 늦다. Noise의 영향 없고 열전대의 수명이 길어 진다. 3.노출형:Sheath외부로 열전대를 노출,응답속도가 빠르고 온도의 추종성이 좋으나 장시간의 사용이 불가능 하다.

1. 보호관의 형태 1. 보호관의 형태 1. 보호관의 형태 2. 보호관의 설치 온도 측정 6. Thermo-Well 1. 보호관의 형태 1. 보호관의 형태 1. 보호관의 형태 1. 보호관의 형태 1. 보호관의 형태 2. 보호관의 설치

배관의 유속이 20 m/s 이상일 경우 진동이 예상 된다. 온도 측정 7. 보호관의 강도 배관 내부에 보호관을 설치 하면 유체에 의하여 그림과 같이 와류가 발생 한다. 와류가 발생하면 보호관의 양단에는 압력차가 발생하고 압력차에 의하여 보호관을 진동하게 만든다. 이때 발생하는 진동에 의하 여 보호관을 파손 시키는 경 우도 있다. 대책으로는 보호 관 외측에 Wire를 감아서 와 류 를 산란 시키는 경우도 있다. 배관의 유속이 20 m/s 이상일 경우 진동이 예상 된다.

보상도선 (Extension-Wire) 온도 측정 8. 보상도선 Control-Room Local 보상도선 (Extension-Wire) 현장에 설치된 열전대에서 기준점이 있는 Panel 까지의 거리는 대체적으로 멀다.열전대와 동일한 재료로 연결 하게 되면 열전대의 재료가 상당히 고가이기 때문에 설치비가 상당하게 들게 된다. 때문에 열전대와 비슷한 열전특성이 있는 전선을 사용하여 연결한다.이것을 보상도선 (Extension-Wire / Compensation-Wire) 라고 부른다.

온도 측정 9. 백금 측온 저항체 1.백금 측온 저항체는 비교적 저온에서 고정도의 온도측정 이 가능하다. 2.측정 온도의 범위는 -200 C ~ +200 C 사이에서 사용. 3.원리는 금속의 전기 저항이 온도가 상승하면 증가 하는 것 을 이용하여 온도를 측정한다. 4.온도측정에 사용되는 금속의 종류는 백금,동,닉켈 등이 이용되나 백금이 직선성이 좋아 가장 많이 사용된다. o o

온도 측정 10. Bimetal 온도계 1.Bimetal 원리는 온도팽창계수가 서로 틀리는 금속을 위의 그림과 같이 합쳐서 열을 가하면 비틀림이 발생하는 것을 이용한 것으로 팽창계수가 작은 쪽으로 비틀림이 발생. 2.현장 지시계로 가장 많이 사용되는 온도계(90%이상 차지) 3.측정 가능한 Range는 -50 C~+500 C 이다. o o

온도 측정 11.액체 충만 압력식 온도계 1.구조는 그림과 같이 지시부,감응부,모세관(Capillary-Tube) 로 구성되어 있고 모세관에는 액체 또는 Gas로 충진 된다. 2.감응부에서 액체 또는 Gas가 온도변화에 따라 팽창 또는 수 축을 하게 되고 그에 따른 압력의 변화는 모세관을 통하여 Bourdon-Tube에 전달되어 지침을 움직이게 된다. 3.모세관의 길이가 길어 지는 경우에는 2중모세관을 설치하여 주위의 온도를 보상 한다. 4.측정 Range는 0 C~+500 C 정도이다. o o

온도 측정 12.방사 온도계(Pyro-meter) 1.방사 온도계는 다른 온도계에 비해 상당한 고가의 온도계 이다. 2.비접촉식으로 온도를 측정하고 응답이 상당히 빠른 장점 은 있으나 상대적으로 외란에 약한 약점도 가지고 있다. 3.원리는 어떤 물체에서나 전자파 모양의 열 에너지가 방출 되며 방출되는 열 에너지를 측정 함으로서 물체의 온도를 측정 하는 것이 가능하다.