[열전달] TLC 와 IR 카메라를 이용한 실험

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2008.01.17 / 2019.12.24
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목차: ▶ 실험목적
▶ IR Camera의 이해

본문내용: ▶ 실험목적 : TLC 와 IR 카메라를 실제 이용한 실험을 통해, TLC 와 IR 카메라의 원리를 이해하고 그 활용에 대해 고찰해본다.

▶ IR Camera의 이해
① 적외선 열화상 카메라 개념
적외선 열화상 카메라는 통상 Infrared Thermography System, IR-Camera 혹은 열상장비라고 불리어진다. 먼저 포괄적인 개념을 잡기위해 한마디로 "적외선을 사용하는 디지털 카메라"라고 이해하시면 됩니다. 우리가 흔히 사용하는 디지털 카메라는 가시광선을 사용하여 이미지를 표현해 내지만, 열화상 카메라는 이 디지털 카메라가 적외선을 이용하여 이미지를 표현해 낸다고 이해하면 된다. 우리는 이러한 열화상 카메라를 이용하여 사람의 눈으로 보이지 않는 다른 세상을 만나게 되는 것이다.

지구상에 존재하는 모든 물체는 절대온도 0K (= -273℃)이상의 온도를 가지며, 이러한 물체는 각기 전자기파(Electro-magnetic radiation)를 방사한다. 이러한 전자기파 중 적외선 열화상 카메라의 검출소자(Detector)는 이렇게 방사되는 적외선을 읽어 들여 전기적 신호 값으로 바꾸어 주게 된다. 이러한 전기적인 신호 값은 캘리브레이션(Calibration)이란 작업을 거쳐 온도 값으로 변환되며, 이를 모니터를 통해 온도 값들의 이미지로 볼 수 있게 구성되어 있다. 쉽게 생각해 보면 사람과 비슷하다. 사람은 물체에서 나오는 가시광선을 눈을 통해 읽어 들여 뇌에서 해독해석하게 되는데, 열화상 카메라는 물체에서 나오는 적외선을 렌즈를 통해 읽어 들여 디텍터와 전기부에서 해독해석 하여 인식하게 되는 것이다.

② IR 카메라의 작동법 : 열화상 카메라는 비디오카메라처럼 작동 하지만, 영상은 일반적 빛이 아닌 “infrared energy” heat 즉, 열로 검출하여 영상을 만든다.
⇒ 적외선 에너지는 카메라의 광학렌즈를 통과한다 - 가시광선과 적외선은 파장이 달라서 일반렌즈로는 적외선 복사에너지를 통과시키지 못하므로, 게르마늄과 실리콘을 이용한 열화상용 특수 렌즈를 제작하여 가시광선이나 자외선은 통과시키지 않고, 적외선만 통과시킨다.
⇒에너지는 카메라의 센서에 모아진다.
⇒센서는 적외선 에너지를 전기 신호로 변환한다 - 적외선 파장이 전기신호로 전환되고 이것 이 다시 온도 값과 열화상으로 표시되기 위해서는 복잡한 수식화한 프로그램이 필요함.

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