적외선 온도 센서 소개
적외선 온도 센서는 물체에서 방출되는 적외선 복사 에너지를 이용하여 표면 온도를 측정하는 비접촉 센서입니다. 핵심 원리는 슈테판-볼츠만 법칙에 기반합니다. 절대 영도 이상의 온도를 가진 모든 물체는 적외선을 방출하며, 복사 강도는 물체 표면 온도의 네제곱에 비례합니다. 센서는 내장된 열전대 또는 초전 검출기를 통해 수신된 적외선을 전기 신호로 변환한 후, 알고리즘을 통해 온도 값을 계산합니다.
기술적 특징:
비접촉 측정: 측정 대상에 접촉할 필요가 없으므로 고온이나 움직이는 대상에 대한 오염이나 간섭을 피할 수 있습니다.
빠른 응답 속도: 밀리초 응답으로 동적 온도 모니터링에 적합합니다.
폭넓은 범위: 일반적으로 -50℃ ~ 3000℃까지 적용(모델에 따라 차이가 큽니다).
뛰어난 적응성: 진공, 부식성 환경 또는 전자파 간섭 상황에서 사용할 수 있습니다.
핵심 기술 지표
측정 정확도: ±1% 또는 ±1.5℃(고급 산업용은 ±0.3℃까지 가능)
방사율 조정: 0.1~1.0 조정 가능(다양한 재료 표면에 맞게 보정됨)
광학적 분해능: 예를 들어 30:1은 1cm 직경 영역을 30cm 거리에서 측정할 수 있음을 의미합니다.
응답파장 : 일반 8~14μm(상온 물체에 적합), 고온 검출에는 단파장형을 사용
일반적인 적용 사례
1. 산업 장비의 예측 유지 관리
한 자동차 제조업체는 모터 베어링에 MLX90614 적외선 어레이 센서를 설치하고, 베어링 온도 변화를 지속적으로 모니터링하고 AI 알고리즘을 결합하여 고장을 예측했습니다. 실제 데이터에 따르면 베어링 과열 고장을 72시간 전에 경고할 경우 가동 중단으로 인한 손실을 연간 23만 달러까지 줄일 수 있습니다.
2. 의료용 체온 측정 시스템
2020년 코로나19 팬데믹 당시, FLIR T 시리즈 열화상 카메라는 병원 응급 입구에 배치되어 초당 20명의 이상 체온을 검사했으며, 체온 측정 오차는 ≤0.3℃였습니다. 또한 얼굴 인식 기술과 결합하여 이상 체온을 보이는 인원의 이동 경로를 추적했습니다.
3. 스마트 가전 온도 조절
고급형 인덕션 쿠커는 Melexis MLX90621 적외선 센서를 탑재하여 냄비 바닥의 온도 분포를 실시간으로 모니터링합니다. 빈 냄비처럼 국부적인 과열이 감지되면 전력이 자동으로 감소합니다. 기존 열전대 솔루션과 비교했을 때 온도 제어 응답 속도가 5배 향상되었습니다.
4. 농업 정밀관개 시스템
이스라엘의 한 농장은 Heimann HTPA32x32 적외선 열화상 카메라를 사용하여 작물 수관 온도를 모니터링하고 환경 변수를 기반으로 증산 모델을 구축합니다. 이 시스템은 점적 관개량을 자동으로 조절하여 포도밭의 물을 38% 절약하고 생산량을 15% 증가시킵니다.
5. 전력계통 온라인 모니터링
State Grid는 Optris PI 시리즈 온라인 적외선 온도계를 고전압 변전소에 배치하여 모선 접합부 및 애자 등 주요 부품의 온도를 24시간 모니터링하고 있습니다. 2022년에는 한 변전소에서 110kV 단로기의 접촉 불량을 성공적으로 경고하여 지역 정전을 예방했습니다.
혁신적인 개발 동향
다중 스펙트럼 융합 기술: 적외선 온도 측정과 가시광선 이미지를 결합하여 복잡한 시나리오에서 대상 인식 기능을 향상시킵니다.
AI 온도장 분석 : 의료 현장에서 염증 부위 자동 라벨링 등 딥러닝 기반 온도 분포 특성 분석
MEMS 소형화: AMS가 출시한 AS6221 센서는 크기가 1.5×1.5mm에 불과해 스마트워치에 내장해 피부 온도를 모니터링할 수 있다.
무선 사물 인터넷 통합: LoRaWAN 프로토콜 적외선 온도 측정 노드는 석유 파이프라인 모니터링에 적합한 킬로미터 수준의 원격 모니터링을 달성합니다.
선택 제안
식품 가공 라인: IP67 보호 수준 및 응답 시간 <100ms를 갖춘 모델을 우선시합니다.
실험실 연구 : 0.01℃ 온도 분해능 및 데이터 출력 인터페이스(USB/I2C 등)에 주의
방화 적용 분야: 600℃ 이상의 범위를 갖는 방폭 센서를 선택하고 연기 침투 필터를 장착하십시오.
5G와 엣지 컴퓨팅 기술이 대중화됨에 따라 적외선 온도 센서는 단일 측정 도구에서 지능형 감지 노드로 발전하여 산업 4.0 및 스마트 시티와 같은 분야에서 더 큰 응용 잠재력을 보여주고 있습니다.
게시 시간: 2025년 2월 11일