열전대 진공 게이지(Thermocouple Vacuum Gauge)란 뭘까요?

열전대 진공 게이지를 아시나요?

열전대 진공 게이지는 서로 다른 금속을 연결했을 때 한 금속에서 다른 금속으로 열이 전달되면서 저기 기저력이 발생하는 열전대 현상을 이용하는 진공 센서를 말합니다.

이번 시간에는 열전대 진공 게이지에 대해 알아보겠습니다.

열전대 진공 게이지 튜브는 어떻게 작동할까?

열전대 진공 게이지 튜브가 작동하는 원리는 간단합니다.

0 ~ 1,000 mTorr 범위 내에서 압력을 측정할 수 있는 DV-6R 열전대 진공 게이지 튜브로 예를 들어보겠습니다.

열전대는 함께 납땜된 두 개의 서로 다른 필라멘트의 접합부로 구성됩니다.

DV-6R ㄷ이어그램에는 3개의 열전쌍(A, B, C)이 표시되어 있으며, 많은 열전쌍 게이지 튜브는 여러 열전쌍을 사용해 열전쌍 배열을 형성합니다.

게이지 튜브가 작동 중일 때 열전대 A와 B는 게이지 튜브 내부에서 저항으로 인해 가열됩니다.

A와 B 열전대에 연결된 각각의 필라멘트가 진공 상태의 기체에 노출되는데, 이때 기체 분자들이 필라멘트에 충돌하며 열 에너지를 빼앗아 온도를 떨어뜨립니다.

온도의 하략량은 진공의 압력에 비례하기 때문에 이를 측정해진공의 압력을 계산할 수 있습니다.

개념을 보다 완벽하게 이해하기 위해 두 극단을 고려해 보겠습니다.

압력이 매우 낮은 고진공에서는 각 필라멘트와 충돌하는 기체 분자가 적고 튜브의 전압 출력이 상대적으로 높습니다.

온도가 높을수록 열전대 출력이 더 높아집니다.

대기압(760 Torr)에 근접할수록 기체 분자가 많아지기 때문에 필라멘트에 더 많은 열 에너지가 전달됩니다.

결과적으로 열전대는 낮은 온도에서 작동해 상대적으로 출력이 낮습니다.

열전대 게이지에 의해 생성된 다양한 출력은 진공 시스템 내 기체의 열전도율에 따라 결정되며, 이 수치가 바로 압력 측정에 사용되는 것입니다.

열전대 진공 게이지는 간접 게이지로 진공 시스템의 압력을 측정하기 위해 열 전도율이나 기체 분자의 이온화 속도와 같은 물리적 특성을 측정해 압력 측정을 수행합니다.

열전대 진공 게이지 튜브는 진공 시스템에 물리적으로 설치된 다음 튜브의 전체 범위에 걸쳐 다양한 압력을 측정하는 데 사용됩니다.

튜브 내부의 필라멘트가 들뜨면 출력이 압력 측정으로 변환됩니다.

예를 들어 게이지 튜브 설치는 DCVT-6 패널 미터 또는 HPM-4/5/6 측정기에 연결된 DV-6R 열전대 진공 게이지 튜브로 구성됩니다.

DCVT-6 및 HPM-4/5/6은 출고 시 DV-6R 게이지 튜브와 원활하게 작동되도록 구성되어 있습니다.

그 다음 게이지 튜브의 출력이 DCVT-6나 HPM-4/5/6에 의해 모니터링 되고 진공 값으로 표시됩니다.

DCVT의 경우 프로세스 제어를 위해 두 개의 접점 릴레이를 사용할 수 있으며, 진공 설정 지점을 통과하면 이중 릴레이가 사용자 정의 설정 지점에 따라 독립적으로 전환됩니다.

이는 게이지 튜브가 일관적인 반복성을 가지고 있고 반복 가능한 프로세스 제어를 제공한다는 것을 뜻합니다.

또한 DCVT는 직렬 통신(RS-232)와 LabView 드라이버 및 선형화된 아날로그 출력 옵션(0-1VDC, 0-5VDC, 0-10VDC, 4-20mA)을 제공합니다.

열전대 진공 게이지는 많은 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.

외부 환경에 노출된 실외나, 매우 높은 수준의 청결도가 요구되는 실내 산업 및 실험실 환경을 포함해 다양한 환경에 설치가 가능합니다.

열전대 진공 게이지 튜브가 특정 용도의 요구 사항을 충족할 수 있는 좋은 예는 진공 절연 또는 진공 재킷 분야입니다.

진공 장벽을 이용해 열을 절연하는 기술은 극저온 탱크나 냉매 탱크에서 많이 사용되고 있습니다.

물체 주변의 공기를 제거함으로써 전도성 열 전달을 차단하는 방식으로, 진공 상태가 양호할수록 열에 대한 절연 수준이 높아집니다.

1 Torr 범위 미만의 압력을 효과적으로 측정하려면 열전대 진공 게이지 튜브가 필요합니다.

DV-6 게이지 튜브에서 진공 값을 판독하기 위해서는 DCVT나 HPM 4/5/6이 사용됩니다.

이 장치들을 게이지 튜브에 빠르게 연결할 수 있고 빠른 응답 시간으로 정확한 판독 값을 얻을 수 있습니다.

가장 정확한 측정을 위해 DB-20 Reference Tube를 사용해 자체적으로 검증을 진행할 수 있고 이를 통해 열전대 진공 게이지 튜브가 정확한 판독 값을 나타내고 있는지 확인해 교체 필요성을 판단하는데 도움을 받을 수 있습니다.

인포라드는 높은 정확도와 빠른 응답 속도로 신뢰도가 높은 열전대 진공 게이지 튜브를 제공하고 있으며, 다양한 압력대의 진공 센서와 그리고 기체 유량을 측정하는 Mass Flow Meter / Mass Flow Controller도 제공하고 있습니다.

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