열전대의 정의
열전대는 자기 전압을 만들어 온도를 측정합니다. 서로 다른 두 금속을 한 지점에서 연결하면, 그 접점이 선의 반대쪽 끝과 다른 온도에 있을 때 작은 전위차가 생기고, 전압의 크기는 사용한 금속 쌍에 대해 공표된 곡선을 따릅니다. 센서를 작동시키려고 무엇인가를 공급할 필요가 없다는 점이 열전대의 사용 자리를 결정합니다. 온도 범위의 위쪽, 가장 작은 측정 지점, 저항식 요소가 견디지 못하는 기계가 그곳입니다.
문자 형식은 그 금속 쌍을 줄여 부르는 이름입니다. K형은 중온에서 고온까지 가장 넓게 쓰이는 범용형이고, J형은 오래된 설비에 맞으며, T형은 저온과 냉동 분야를 담당하고, E형은 기저 금속 쌍 가운데 감도가 가장 크며, N형은 온도에서의 안정성을 높이려고 개발되었고, R형·S형·B형은 백금과 로듐을 써서 가장 높은 범위와 가장 가혹한 조건을 담당합니다. 그중에서 고르는 일은 범위, 감도, 분위기, 비용 중 무엇을 택하는 일이며, 이 선택은 신호를 받는 계기를 어떤 형식으로 설정해야 하는지까지 정합니다.
구매자가 열전대에 손을 대는 상황은 서로 달라 보이지만 같은 문제인 두 가지입니다. 하나는 저항식 요소가 견디는 온도를 넘는 것으로, 통상 500℃ 이상이고 850℃를 넘으면 거의 확실합니다. 다른 하나는 삽입형 프로브에는 너무 작거나 너무 빠르거나 너무 까다로운 측정 지점입니다. 사출 성형 배럴, 히팅 밴드, 베어링 하우징, 배기 덕트, 유리 또는 세라믹 표면이 그런 자리입니다. 두 경우에서 좌우하는 것은 통상 요소 자체보다 기계적 조건입니다.
열전대 조립품을 서로 구분하는 것은 좀처럼 문자 형식이 아닙니다. 접점 형태, 시스 재질과 지름, 프로브를 공정면에 어떻게 잡아주는가, 그리고 먼 쪽 끝의 냉접점을 어떻게 처리하는가입니다. 이 네 가지 결정이 응답 속도, 수명, 실제 측정 오차를 정하므로, 가격을 논하기 전에 먼저 확정해 둘 항목입니다.
열전대 측정 원리
이 효과는 제베크의 이름을 따서 부릅니다. 서로 다른 두 금속이 만나는 곳에서, 그 접점과 선의 반대쪽 끝 사이의 온도 차이가 작은 전류를 몰아내고, 생기는 전압은 한정된 구간에서만 온도 차이에 거의 비례합니다. 전체 범위에서 비례하는 것이 아니기 때문에 문자 형식마다 고유한 다항식을 갖고, 계기에는 어떤 형식을 읽는지 알려 주어야 합니다. 열전대 신호의 크기도 작아서, 흔히 쓰는 기저 금속 형식은 도당 수십 마이크로볼트, 백금 형식은 도당 몇 마이크로볼트에 지나지 않습니다.
전압은 측정 접점과 선이 닿는 단자 사이에서 생기므로, 그 단자의 온도도 측정의 일부입니다. 처방이 냉접점 보정입니다. 계기가 자기 단자의 온도를 측정하여 해당하는 전압을 더해 주므로, 표시값이 측정 접점만 반영하게 됩니다. 보정은 선택 사항도 아니고 한층 다듬는 일도 아닙니다. 이것이 없으면 열전대는 두 온도의 차이를 보고하는 셈이고, 그중 원하는 쪽은 하나뿐입니다.
같은 원리가 배선도 구속합니다. 열전대 선이 구리와 만나는 자리는 그것 자체가 열전대 접점이므로, 회로는 맞는 형식의 열전대 선으로 꾸려야 하고, 늘려 쓸 때는 같은 형식의 보상 도선 또는 연장 도선과 같은 합금으로 만든 커넥터를 써야 합니다. 프로브와 계기 사이에 구리 단자대를 두면 측정이 끊기는 것은 아니지만 온도를 알 수 없는 접점이 둘 더 삽입되는 것이고, 그때 생기는 오차는 일정한 값이라 센서 드리프트로 오해하기 쉽습니다.
접점 자체에서도 두 가지 결과가 따릅니다. 접지형 접점은 측정 지점을 시스에 용접해 버리므로 열과 전류가 잘 통해서 응답이 빠르지만, 측정 회로가 시스가 닿는 것에도 연결됩니다. 접지된 금속에서는 그 경로가 노이즈나 순환 전류의 원인이 될 수 있습니다. 비접지형 접점은 측정 지점을 시스 안에서 절연하므로 응답 속도를 대가로 회로를 격리합니다. 노출형 접점은 그보다 더 빠르고, 매체가 부식성이 없거나 매체를 막아 둘 필요가 없는 곳에서 씁니다.
구성 옵션
사양의 대부분은 정확도 등급이 아니라 이 결정들에서 정해집니다. 앞의 결정이 뒤를 제약하기 때문에 순서대로 확정하는 것입니다.
| 결정 | 선택 항목 | 실제로 무엇을 결정하는가 |
|---|---|---|
| 교정 형식 | K, J, T, E, N, R, S 또는 B와 그에 해당하는 연장 도선 | 사용 가능한 범위, 도당 마이크로볼트로 나타낸 감도, 그 금속 쌍이 견디는 분위기, 신호를 받는 계기를 어떤 형식으로 설정해야 하는지가 여기서 정해집니다. 이것이 틀리면 표시값이 그대로 무효화되는, 유일한 결정이기도 합니다. |
| 접점 형태 | 접지형, 비접지형 또는 노출형; 접점은 용접된 것일 수도 있고 스프링 가압 접점의 일부일 수도 있음 | 응답 속도, 측정 회로와 기계 사이의 전기적 격리, 접점이 매체로부터 받는 보호의 정도가 여기서 정해집니다. |
| 시스와 지름 | 스테인리스 스틸, 인코넬, 세라믹 또는 편조 미네랄 절연 케이블, 지름은 밀리미터 미만에서 수 밀리미터까지 | 조립품이 얼마나 빠르게 응답하는가와 무엇이 견디는가가 여기서 정해집니다. 내식 합금으로 만든 두꺼운 시스는 오래 버티지만, 안에 있는 접점처럼 응답하지 않고 시스처럼 응답합니다. |
| 프로브 고정 방식 | 스프링 클램프, 나사형 헤드, 압축 피팅, 용접 패드 또는 표면에 직접 대는 맨 팁 | 접촉 압력과 삽입 깊이가 여기서 정해집니다. 이 둘이 접점을 공정 온도에 놓을지, 접점을 잡아 주는 브래킷의 온도에 놓을지를 함께 결정합니다. |
| 냉접점 처리 | 프로브 자리의 단자 헤드, 프로브에 장착한 트랜스미터, 또는 계기까지 끌고 가는 보상 도선 | 보정이 어디서 이뤄지는가와 그 배선에 드는 비용이 여기서 정해집니다. 프로브에서 바로 전송하면 간섭을 타기 전에 작은 전압을 루프 신호로 바꿉니다. |
| 측정 지점 수 | 채널당 프로브 1개, 또는 다중화 입력 카드 | 모든 지점에 자체 채널과 자체 보정이 필요한지가 여기서 정해집니다. 지점이 많은 설비에서는 통상 비용의 더 큰 부분이 이 항목입니다. |
열전대 선택 방법
| 요소 | 결정 방법 | 답을 좌우하는 이유 |
|---|---|---|
| 온도 범위의 상한 | 정상 운전 온도를 잡은 뒤, 제어 루프가 만든다고 기대되는 오버슈트가 아니라 공정이 실제로 만들어 내는 오버슈트를 더해 주십시오. | 문자 형식과 시스 재질이 모두 여기서 따옵니다. 경제성을 택한 기저 금속 쌍은, 분위기를 따지면 자료에 인쇄된 범위보다 한참 아래에서부터 맞지 않는 답이 됩니다. |
| 분위기 | 프로브가 무엇을 만나는지 적어 주십시오. 공기, 배가스, 용융 금속, 진공, 환원성 또는 산화성 환경, 정지 공기 중의 뜨거운 표면입니다. | K형은 환원성 분위기에서 드리프트가 잘 생기고 250~550℃ 부근에서 단거리 규칙화 효과의 영향을 받습니다. N형은 부분적으로 그 문제에 답하기 위해 개발되었습니다. 백금 형식은 고온의 답이지만 오염에 걸리지 않는 것은 아닙니다. |
| 요구되는 응답 속도 | 표시값이 변하는 공정을 따라가야 하는지, 아니면 언제나 정상 상태 값만 보면 되는지 정해 주십시오. | 가는 시스, 접지형 또는 노출형 접점, 작은 팁 질량은 모두 응답을 짧게 하며, 각각은 속도를 얻는 대신 보호나 격리를 내어 줍니다. 사이클이 반복되는 공정을 느린 조립품이 읽으면 아무도 요구하지 않은 평균값이 나옵니다. |
| 전기적 환경 | 프로브가 접지된 금속에 고정되는지, 근처에 가변 속도 드라이브나 히터가 있는지 적어 주십시오. | 마이크로볼트 신호는 4-20 mA 루프라면 무시할 간섭을 그대로 받아들입니다. 차폐 또는 편조 리드선과 비접지 접점이 통상의 답이고, 프로브에서 전송하는 것이 좀 더 완전한 답입니다. |
| 계기까지의 거리 | 배선 거리를 재고, 냉접점을 어디에 둘지 정해 주십시오. | 보상 도선은 구리 선보다 비싸고 자체 공차도 갖고 있으므로, 제어실까지 긴 보상 도선을 끌기보다 프로브에 트랜스미터를 두는 쪽이 통상 더 알맞습니다. |
| 표시값의 검증 필요 여부 | 그 값이 인쇄되는지, 감사 대상이 되는지, 로트 해제의 근거로 쓰이는지 물어 정해 주십시오. | 맨 열전대에는 함께 제공하는 경우가 아니면 추적 가능한 교정이 붙어 있지 않습니다. 숫자를 방어해야 하는 자리에서는 조립품 전체에 대해 문서화된 공차와 재검증 경로가 필요합니다. |
가장 유사한 대체 제품
열전대 문의가 보통 귀결되는 제품 유형과, 선택이 실제로 갈리는 지점입니다.
| 가장 가까운 대안 | 열전대와의 차이 |
|---|---|
| K형 열전대 | 족 전체가 아니라 하나의 문자 형식입니다. 범용 금속 쌍이 범위와 분위기를 덮는 자리에서는 택할 가치가 있고, 공정이 규칙화 구간 안에 있거나 환원성으로 운전되는 자리에서는 피할 가치가 있습니다. |
| RTD 온도 센서 | 전압을 만들어 내는 대신 저항을 측정하므로 센서에 흘려 줄 전류가 필요하고, 그 대신 더 느리고 더 크며 더 일관된 신호를 줍니다. 온도가 백금 요소의 범위 안에 있고 계기끼리 표시값이 일치해야 한다면 RTD가 더 나은 계기이며, 열전대는 그에 대한 동등품이 아닙니다. |
| 측온 저항체 | 맨 저항 요소 또는 감지 부품 자체입니다. 공정 연결을 갖춘 조립품이 아니라 리드가 달린 부품으로 공급되며, 하우징과 연결을 구매자가 자체 갖추는 자리에서 택합니다. |
| 온도 트랜스미터 | 그 자체로는 아무것도 측정하지 않습니다. 열전대를 읽고 작은 전압이 이동하기 전에 루프 신호로 바꾸어 주며, 계기가 몇 미터 이상 떨어져 있을 때 열전대를 잇는 통상의 방식이 이것입니다. |
| 적외선 온도계 | 비접촉으로 표면을 읽으므로, 프로브가 닿을 수 없는 움직이거나 접근 불가능한 대상도 측정할 수 있습니다. 부피가 아니라 표면을 측정하고 방사율을 알아야 하므로, 열전대를 대체하는 것이 아니라 보완합니다. |
| 온도 컨트롤러 | 열전대 신호를 받아 히터나 냉각기를 설정값 쪽으로 몰아갑니다. 기계 위에서 프로브가 실제로 연결되는 계기가 이것이고, 같은 문자 형식으로 맞춰 설정해야 하는 쪽도 여기입니다. |
문자 형식은 문의에서 가장 먼저 입에 오르지만 내용을 가장 적게 좌우합니다. 측정이 성립하는지는 접점 형태, 시스, 프로브 고정 방식이 결정합니다.
해당 문의에 포함할 내용
문의에 이 내용들이 담겨 있다면 첫 회신은 질문 목록이 아니라 견적이 될 수 있습니다. 수치를 모르는 경우 측정 업무 내용을 보내 주시면 무엇을 의미하는지 확인해 드립니다.
- 요구되는 교정 형식, 또는 형식이 미정일 때의 온도 범위와 분위기
- 정상 운전 온도와 거기서 도달하는 최고 온도
- 프로브가 만나는 분위기 또는 매체와, 부식성·환원성 여부
- 프로브 고정 방식: 스프링 클램프, 나사, 압축 피팅 또는 표면 접촉
- 프로브 지름과 길이, 삽입 깊이, 측정 지점에서 확보 가능한 공간
- 접점 형태와 접지·비접지 여부, 지정하는 경우 그 이유
- 리드선 또는 연장 길이와 이미 사용 중인 케이블 형식
- 계기까지의 거리와 트랜스미터 또는 단자 헤드 필요 여부
- 용도가 요구하는 응답 속도
- 수량, 목적지 항구, 요구 납기
공급 가능 제품
1개 모델 (열전대)
자주 묻는 질문
열전대 관련 질문
어떤 문자 형식에서 시작해야 합니까?
K형은 쓸 수 있는 범위가 가장 넓고 구하기 쉬워서, 깨끗한 산화성 조건에서 약 1100℃ 이하라면 무난한 기본값입니다. 취향이 아니라 이유를 가지고 거기서 벗어나야 합니다. 저온과 영하는 T형, 기존 설비가 J형으로 배선되어 있으면 J형, 중온에서의 안정성이 문제이면 N형, 더 큰 신호가 도움이 되면 E형, 온도나 환경이 기저 금속 쌍을 배제하면 백금 형식입니다.
접합 상자를 옮기면 표시값이 바뀌는 이유는 무엇입니까?
접합 상자가 회로의 일부이기 때문입니다. 열전대 선이 구리와 만나는 자리에서 또 다른 열전대 접점이 생기는데, 그 접점이 계기 단자와 다른 온도에 있으면 보정이 실제 회로와 맞지 않게 됩니다. 통상의 원인은 배선 도중에 있는 구리 단자대, 잘못된 연장 도선, 또는 맞는 합금이 아닌 황동으로 만든 단자입니다.
평범한 구리 케이블로 열전대를 연장할 수 있습니까?
연장 자체를 측정의 일부로 다루는 경우에만 가능합니다. 구리 케이블을 쓰면 냉접점이 구리의 끝으로 옮겨 가고, 계기는 잘못된 지점에 대해 보정하게 됩니다. 맞는 형식의 연장 도선 또는 보상 도선과, 같은 합금으로 만든 커넥터가 정확한 답입니다. 거리가 길다면 프로브에 트랜스미터를 두는 쪽이 보상 도선보다 통상 비용이 적고 문제 자체를 없앱니다.
열전대의 정확도는 어떻게 됩니까?
정확도는 선 자체에 공차 등급으로 표기되고 그 표기는 기준 온도에서의 값이지 전체 범위의 값이 아니므로, 열전대 조립품에 대해 정확도를 하나의 숫자로만 나타내는 것은 오해를 부릅니다. 그 위에 계기 안의 냉접점 보정 오차, 사용 중 발생하는 선의 드리프트, 그리고 프로브가 매체에 잠기지 않은 경우 팁과 매체 사이의 온도 차가 더해집니다. 표시값을 방어해야 하는 자리에서는 조립품 전체에 대해 공차를 정하고 검증해야 합니다.
열전대 견적
사양을 보내 주시면 알맞은 모델과 재고 여부, 납기를 확인해 드립니다. 최소 주문 수량은 1대입니다.
견적 요청서
견적 요청 - 열전대
기술 세부 사항을 보내주시면 공급 가능 여부, 납기, 거래 조건을 확인하여 안내드립니다. 재고 품목은 48시간 안에 출하되며, 맞춤 사양은 통상 2~10일 정도 소요됩니다. 최소 주문 수량은 1대입니다.