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| Systechillinois - 열전도율 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 작성자: admin 2021-12-01 11:41:54 | 424 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 첨부: Thermal_Conductivity.pdf (172.6 KB) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.png) 열전도율 가스마다 열전도율이 알려져 있는데, 가스를 통해 열이 잘 전달되는 정도를 나타냅니다.
이 특성은 측정할 수 있습니다. 열전도율은 센서에 통과하는 가스의 열전도율에 따라 저항이 변하는 네 개의 대응 쌍 필라멘트가 있는 센서로 측정합니다. 일부 가스에 대한 열전도율은 아래의 표 A에 나타나 있습니다.
표 A. 일반 가스의 열전도율
작동 이론과 원리 열전도율은 센서에 통과하는 가스의 열전도율에 따라 저항이 변하는 네 개의 대응 쌍 필라멘트가 있는 센서로 측정합니다. 네 개의 필라멘트는 아래 그림 1에 나타낸 것과 같이 휘트스톤 브리지(Wheatstone Bridge)로 연결되어 있습니다.
 그림1. 열전도율 감지기의 휘트스톤 브리지 네 개의 저항값이 모두 동일하다면, VOUT은 0이며 브리지는 평형을 이룬 것으로 고려합니다. 0 상태일 때 기준 가스는 모든 필라멘트를 통과하게 되고, (필라멘트가 서로 일치하기 때문에) 저항값은 동일하며 브리지는 평형이 됩니다. 샘플 가스가 브리지의 절반을 통과할 때, VOUT의 값은 기준에 있는 샘플 가스의 양과 관련이 있습니다.
감지기는 네 요소의 대사율측정계(Katharometer)로 아래 그림 2와 같이 두 개의 요소는 기준 가스측에, 다른 두 개의 요소는 샘플 가스측에 위치해 있습니다.  그림 2. 열전도 감지센서의 단면 네 개의 요소는 브리지 회로에 전기적으로 연결되어 있으며 일정한 전류가 요소를 가열하기 위해 브리지에 흐릅니다. 각 요소가 동일한 가스로 둘러 쌓여 있다면, 온도와 이에 따른 저항은 거의 같게 되고 브리지 회로는 평형 상태가 됩니다.
 그림 3. 열전도 감지센서의 전기 회로도 측정대상 가스가 샘플 가스 기류에 유입되면, 이 가스 기류에 있는 두 개의 대사율 측정계 요소는 기준 가스에 있는 두 개의 요소 보다 현저하게 냉각됩니다. 이 때 브리지 회로는 평형이 불균형해지고 샘플 가스의 측정 가스량과 관련된 신호 전압을 발생시킵니다. 이 관계는 비선형이 됩니다. 결과적으로, 542는 0점, 중간 스팬 및 고스팬에서 교정되며, 소프트웨어는 수학적으로 곡선을 그리게 됩니다.
브리지 전압출력 E에 대한 방정식은 다음과 같습니다.  (1)여기서:
∝ = 전선 저항의 온도계수
Ro = 전선 저항
λref = 기준 가스의 온도계수
λsample = 샘플 가스의 온도계수
그리고 상대 열전도율은 다음 식으로 구할 수 있습니다.
 (2)여기서:
λ2 = 기준 가스의 열전도율
λ1 = 측정 가스의 열전도율
혼합 가스의 열전도율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.  (3)A12와 A21는 상수이며 다음과 같이 계산합니다.
 여기서:
d1 = 기준 가스의 분자 지름
d2 = 측정 가스의 분자 지름
m1 = 기준 가스의 분자 질량
m2 = 측정 가스의 분자 질량
전류가 일정하다고 가정할 때, 방정식 1, 2, 3을 결합하면 다음과 같습니다. .png) 여기서 K와 Cn은 보정 중에 산출한 상수입니다.
측정 방법은 두 종류 가스의 각각 다른 열전도율에 의존하기 때문에, (산소와 질소처럼) 열전도율 차이가 큰 두 가스 사이에 가장 큰 결과가 나옵니다.
적용 분야
혼합가스의 열전도율을 기준 가스의 열전도율과 비교하여 샘플/기준 혼합가스의 샘플량을 측정합니다.
예를 들어, 수소의 열전도율은 질소보다 약 7배 정도 높아 작은 변화라도 쉽게 감지됩니다. 다른 모든 일반 가스의 열전도율은 질소와 거의 같아 측정 방법에 대해 선택의 범위가 꽤 넓습니다.
헬륨은 수소의 열전도율과 거의 같은 유일한 가스입니다. 이 기술을 사용하여 측정 할 수 있는 일반 가스는 다음과 같습니다. 이산화탄소
산소
알곤
메탄
이산화황
암모니아
경고: 발화성이 있는 가스/공기 또는 가스/산소혼합가스에 많은 센서를 사용하지 않도록 하십시오. 이와 같은 측정기를 사용하는 대표적인 기업에는 산업용가스 제조업체, 금속 열처리업체 및 용해로 제작업체가 있습니다.
적용 분야는 적용 가이드에 보다 자세히 설명되어 있습니다. |
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