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fileicon[열전달] TLC를 이용한 온도의 변화 양상과 프로그램의 사용법 이해

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소개글

[열전달] TLC를 이용한 온도의 변화 양상과 프로그램의 사용법 이해에 대한 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
(1) TLC(감온성 액정)란?
(2) RGB

3. 결과 데이터
(1) Y=237일 때(90≤X≤550)
(2) X=320일 때(20≤Y≤469)

4. 결과 분석
(1) 유동현상 설명
(2) 그래프 분석

5. Reference

본문내용

2. 실험 이론

(1)TLC(감온성 액정)란?
액정은 고체가 가지는 결정의 규칙성과 액체가 가지는 유동성을 동시에 가지는 물질을 의미한다. 이러한 액정은 주위의 환경에 따라서 결정의 구조가 변하여 그 광학적 성질이 변하는데, TLC는 특히 열에 민감하게 반응하는 액정을 말한다.

액정의 성질을 이용한 온도 측정 방법

온도에 따라 변화하는 이러한 액정의 성질을 이용하여 온도를 측정할 수 있다. 액정은 이렇듯 어떠한 특정한 온도 범위에서 상전이를 하게 되는데 저온에서 고온으로 가면서 고체->Smetic->cholestric->Nematic->액체로의 전이를 하게 된다. 이와 같이 전이를 나타내는 경계의 온도를 전이 온도라고 부르고 있다. 즉 각 상간의 전이온도 전후에는 복굴절성 광학조직의 변화나 열의 흡수, 방출등의 현상과 더불어 이들을 관찰, 검출함으로써 전이 온도를 얻어낼 수가 있다.
온도에 따른 빛의 굴절률이 달라지므로 결과적으로 액정은 온도에 따라 빛의 투과색이 달라지게 되는데 저온에서 고온으로 갈수록 빨간 색에서 노란색, 푸른색 계통을 거쳐 보라색까지 색깔이 변하게 된다.

여기서 색상과 같은 image를 수치화하고 해석하는 것을 image processing라하고, 수치화한 색상 값과 온도의 함수를 구하여 색상 값에 따른 온도의 함수를 구하는 것을 calibration(눈금 매기기)이라고 한다.

각각의 색은 고유의 색상 값 HUE을 가지게 되는데 온도와 HUE의 적절한 calibration 과정을 거치게 되면 각 색상에 따른 온도를 검출할 수 있게 된다. 그러나 색상은 보는 위치에 따라서 그리고 광원의 세기에 따라서 색이 달라져 보일 수 있기 때문에 calibration 작업이 매우 중요하다.
즉 어떤 특정 실험에서 액정을 이용하여 온도를 측정하게 되었을 경우 색상을 획득하게 된 위치와 각도와 정확히 일치하는 상황에서 다른 온도센서를 이용한 calibration 작업이 필요한 것 이다. 이런 calibration 작업이 끝나면 온도와 색상의 고유 값(HUE)의 상관관계를 얻어 온도 측정이 가능하게 되는 것이다. TLC의 색상(Hue)은 온도를 변수로 하는 일정한 부호의 기울기의 함수이다. 따라서 색상을 안다면 거꾸로 온도를 알 수 있다.즉 액정을 이용한 온도 측정은 온도 센서와 같이 직접적으로 온도를 검출하는 것이 아니라 실험에서 획득한 영상에서 색상을 정보를 얻고 여기서 그 색상 값에 대한 calibration 데이터를 이용해 온도 값으로 변환을 하는 간접적 온도측정이라 할 수 있다.

참고문헌

fundamentals of Heat and Mass Transfer, Frank P. Incropera David P. De Witt
heatlab.yonsei.ac.kr

태그 온도 열전달, 색상 RGB, 실린더 액정, 계수 TLC, 변화 컬러

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