KR101008733B1 - 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스 - Google Patents

분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스에 관한 것이다.
본 발명의 측정케이스는, 측정대상물이 위치되는 측정물투입공간이 형성되어 있고, 흑체설치구가 형성되어 있는 케이스본체; 흑체가 형성되어 있으며, 상기 케이스본체에 결합되어 있되 흑체설치구와 흑체가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체; 케이스본체에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간을 차단하며, 흑체와 일직선상에 위치되는 측정홀이 천공되어 있는 덮개; 측정대상물을 고정하는 클램프를 가지며, 측정대상물이 측정홀과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체와 측정홀이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있는 홀더; 흑체설치구가 밀폐될 수 있도록 덮개의 측정홀을 차단하되 분광기를 연결하여 측정홀 전방에 위치되는 측정대상물의 열과 흑체의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분을 갖는 측정홀차단몸체; 측정물투입공간이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단; 케이스본체와 흑체형성몸체와 덮개를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단;을 포함하여 구성된다.
복사율, 분광복사율, 측정, 검출, 케이스

Description

분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스{THE OBJECT BUILTIN-IN TYPE MEASUREMENT CASE FOR SPECTRAL EMISSIVITY MEASUREMENT}
본 발명은 복사율(흑체복사의 세기와 비흑체 물질인 측정대상물 복사 세기의 비)를 측정하는데 사용되는 분광복사율 측정용 케이스에 관한 것이다.
고온의 물체가 방출하는 에너지(열이나 전자기파)는 같은 온도나 파장에서 흑체가 방출하는 에너지의 양보다 적다.
복사율(輻射率, emissivity)은 완전한 흑체가 방출하는 에너지와 비흑체 물질이 방출하는 에너지를 비교하여 나타내는 비율을 말한다.
즉, 비흑체 물질(측정대상물)이 방출하는 에너지를 흑체가 방출하는 에너지로 나눈 값이 비흑체 물질(측정대상물)의 복사율이 되는 것이다.
이러한 복사율은 제철공정이나 반도체 소자의 제조공정 등에서 매우 중요한 사항이다.
측정대상물이 방출하는 에너지에 관한 복사율을 측정하는 장치로서 흑체와 분광기(FT-IR 분광기 등)를 갖는 도 1과 같은 구조가 안출되었다.
그러나 도 1과 같은 종래기술은 측정 오차가 크게 발생되어 정확성이 낮은 문제점이 있었다.
그 이유는 적외선을 전달하는 광학경로가 길고, 흑체와 측정대상물 사이에서 회전되는 거울의 회전 각도에 마이크론 단위의 오차만 발생되더라도 측정값에 큰 차이가 발생되기 때문이었다.
또, 종래기술에서는 측정대상물이 놓인 위치와 흑체가 놓인 위치가 다르고, 측정대상물이 이동되거나 접촉되는 과정 등에서 열손실이 발생되기 때문에 측정값이 정확하지 못하다는 문제점도 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 측정대상물의 분광복사율을 더욱 정확하게 측정하기 위한 환경을 제공하는 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스를 제공하려는데 목적이 있다.
또, 다수 개의 측정대상물에 대한 분광복사율을 신속하고 용이하게 측정할 수 있도록 하려는 목적도 있다.
본 발명에서는 케이스본체, 흑체형성몸체, 덮개를 통해 밀폐 가능한 측정물투입공간이 형성되도록 하고, 진공수단을 통해 측정물투입공간이 진공상태가 되도록 하며, 진공상태의 측정물투입공간 내에 위치된 측정대상물과 흑체가 일직선상에 위치되도록 하고, 케이스본체, 흑체형성몸체, 덮개가 동일한 온도가 되도록 한 상태에서 분광기를 통해 흑체와 측정대상물의 복사율을 측정함으로써 종래기술보다 정확하게 분광복사율을 측정할 수 있다.
또, 측정물투입공간에 위치되어 회전되는 홀더에 다수 개의 측정대상물을 고정해 놓고 선택적으로 측정을 위한 위치에 측정대상물을 위치시킬 수 있도록 함으로써 다수 개의 측정대상물에 대한 복사율 측정을 위한 작업이 용이하고, 신속한 측정이 이루어질 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 분광복사율 측정장치는, 다수 개의 측정대상물이 위치되는 측정물투입공간이 형성되어 있고, 흑체설치구가 형성되어 있는 케이스본체를 갖는다.
또, 흑체가 형성되어 있으며, 케이스본체에 결합되어 있되 흑체설치구와 흑체가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체를 갖는다.
또, 케이스본체에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간을 차단하며, 흑체와 일직선상에 위치되는 측정홀이 천공되어 있는 덮개를 갖는다.
또, 측정대상물을 고정하는 클램프를 가지며, 측정대상물이 측정홀과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체와 측정홀이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있는 홀더를 갖는다.
또, 흑체설치구가 밀폐될 수 있도록 덮개의 측정홀을 차단하되 분광기를 연결하여 측정홀 전방에 위치되는 측정대상물의 열과 흑체의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분을 갖는 측정홀차단몸체를 갖는다.
또, 측정물투입공간이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단을 갖는다.
또, 케이스본체와 흑체형성몸체와 덮개를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단을 갖는다.
본 발명의 분광복사율 측정장치는 케이스본체, 흑체형성몸체, 덮개에 의해 밀폐 가능한 측정물투입공간이 형성되고, 진공수단에 의해 측정물투입공간이 진공 상태가 되며, 진공상태의 측정물투입공간 내에 위치된 측정대상물과 흑체가 일직선상에 위치되고, 케이스본체, 흑체형성몸체, 덮개가 동일한 온도가 되도록 한 상태에서 분광기를 통해 흑체와 측정대상물의 복사율을 측정할 수 있어 종래기술보다 정확하게 분광복사율을 측정할 수 있다.
또, 측정물투입공간에 위치되어 회전되는 홀더에 다수 개의 측정대상물을 고정해 놓을 수 있고, 이 측정대상물을 선택적으로 측정을 위한 위치에 놓을 수 있어 다수 개의 측정대상물에 대한 복사율 측정을 위한 작업이 용이하고, 신속한 측정이 가능하다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 발명자는 복사율을 보다 정확하게 측정할 수 있는 장치와 방법에 대한 오랜 연구와 노력 끝에 정확한 복사율 측정을 위해서는 몇 가지 조건이 갖추어져야 한다는 사실을 알게 되었다.
가장 중요한 것이 측정대상물의 복사율을 측정하는 경우나 흑체의 복사율을 측정하는 경우나 복사율 측정에 영향을 미치는 조건은 모두 동일하여야 한다는 것 이다.
또, 측정대상물이나 흑체가 측정을 위한 위치에 놓일 때 완벽하게 동일한 위치에 놓일 수는 없으므로 약간의 오차가 발생되더라도 그러한 차이가 복사율 측정에 영향을 미치지 않아야 한다는 것이다.
이러한 여러 가지 사항을 만족하는 최적을 조건을 제공하기 위하여 본 출원의 발명자는 측정대상물과 흑체의 온도 변화를 분광기를 통해 측정, 비교하여 측정대상물의 복사율을 얻는 분광복사율 방법을 채택하였다.
또, 단순히 종래의 분광복사율 측정장치 및 방법을 통해서는 높은 정확성을 확보할 수 없어 도 2 내지 도 4와 같이 복사율 측정 조건의 차이를 최소화할 수 있는 측정대상물 내장형 측정케이스를 안출하였다.
도 2 내지 도 3의 복사율 측정케이스는, 측정대상물(1)이 위치되는 측정물투입공간(11)이 형성되어 있고, 흑체설치구(12)가 형성되어 있는 케이스본체(10)를 가지고 있다.
또, 흑체(21)가 형성되어 있으며, 케이스본체(10)에 결합되어 있되 흑체설치구(12)와 흑체(21)가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체(20)를 가지고 있다.
또, 케이스본체(10)에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간(11)이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간(11)을 차단하며, 흑체(21)와 일직선상에 위치되는 측정홀(31)이 천공되어 있는 덮개(30)를 가지고 있다.
또, 측정대상물(1)을 고정하는 클램프(41)를 가지며, 측정대상물이 측정 홀(31)과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체(21)와 측정홀(31)이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있는 홀더(40)를 갖는다.
또, 흑체설치구(12)가 밀폐될 수 있도록 덮개(30)의 측정홀(31)을 차단하되 분광기(2)를 연결하여 측정홀(31) 전방에 위치되는 측정대상물(1)의 열과 흑체(21)의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분(51)을 갖는 측정홀차단몸체(50)를 가지고 있다.
또, 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단(60)을 가지고 있다.
또, 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단(70)을 가지고 있다.
즉, 본 발명에서는 측정물투입공간(11)에 측정대상물(1)과 흑체(21)를 위치시키되 덮개(30)를 통해 측정물투입공간(11)을 선택적으로 개방하여 측정대상물(1)을 위치시키는 것이 용이하도록 하는 것이다.
또, 측정을 위한 분광기(FT-IR 분광기 등)의 설치상태에는 변화가 없도록 하고, 분광기(2)의 전방 일직선상에 흑체(21)가 위치되어 흑체(21)의 열손실이 측정될 수 있도록 하며, 이 흑체(21)의 바로 앞쪽에 측정대상물(1)이 위치되면 흑체(21)가 가려지면서 측정대상물(1)의 열손실이 측정되도록 하는 것이다.
또, 흑체(21)와 측정대상물(1)의 열손실을 통해 측정대상물(1)의 복사율을 측정하는 것이기 때문에 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 하며,
케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)가 동일한 온도가 되도록 함 으로써 흑체(21)나 측정대상물(1)의 열손실 조건이 동일하도록 하는 것이다.
흑체형성몸체(20)의 흑체(21)는 직경 5mm, 깊이 150mm∼200mm로 하는 것이 바람직하다.
분광복사율 측정에 있어서 흑체(21)의 조건은 이미 공지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 구성요소인 홀더(40)는 다양한 형태로 구현할 수 있다.
클램프(41)에 측정대상물(1)을 고정한 후 흑체(21)에 끼우거나 케이스본체(10)에 부착하는 등의 방법으로 측정대상물이 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 구현할 수 있다.(도시하지 않음)
물론, 홀더(40)를 흑체(21)에 끼워 고정하는 구조에서는 측정대상물(1)의 열손실을 측정한 후에 흑체(21)의 열손실을 측정하기 위해서는 홀더(40)를 제거(흑체와 측정홀(31)이 일직선상으로 소통되도록 하기 위함)해야 하는 등의 불편함이 발생된다.
또, 흑체(21)의 열손실을 측정할 때의 온도조건과 측정대상물(1)의 열손실을 측정할 때의 온도조건 등이 동일하도록 해야 하므로 상당한 어려움과 불편함이 따른다.
홀더(40)의 또 다른 형태로서 도 2 및 도 4에서와 같이, 측정물투입공간(11)에서 회전하도록 설치하고, 회전중심의 외측에 다수 개의 측정대상물을 고정하도록 되어 있되 회전되면 측정대상물들이 측정홀(31)과 일직선상에 위치될 수 있는 원주 상에 고정하도록 구현할 수 있다.
즉, 다수 개의 측정대상물(1)을 고정해 놓고 측정하고자 하는 측정대상물(1)이 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 홀더(40)를 회전시키는 구조로 구현하는 것이다.
도 4에서는 회전중심에서 외측으로 연장되어 있는 날개(42)에 측정대상물을 고정하는 클램프(41)가 위치되어 있고, 날개(42)와 날개(42) 사이에 공간이 형성된 형태로 구현되어 있다.
따라서 클램프(41)에 고정된 측정대상물이 덮개(30)의 측정홀(31)과 일직선상에 놓이면 측정대상물(1)의 열손실을 측정할 수 있고, 날개(42)와 날개(42) 사이의 공간이 측정홀(31)과 일직선상에 놓이면(측정홀(31)과 흑체(21)는 일직선 상에 위치된 것이어서 소통될 수 있는 상태가 됨) 흑체(21)의 열손실을 측정할 수 있는 것이다.
다수 개의 날개(42)와 클램프(41)를 갖는 구조에서 날개(42)와 날개(42) 사이의 공간이 좁으면 흑체(21)와 측정홀(31) 사이에 날개(42)나 클램프(41)의 일부가 위치될 수 있다.
이러한 경우에는, 흑체(21)의 직경보다 큰 홀을 클램프(41)에 형성하고, 다수 개의 클램프(41) 중 적어도 어느 하나의 클램프(41)에는 측정대상물을 고정하지 않음으로써, 측정대상물이 고정되지 않은 클램프(41)가 측정홀(31)과 일직선상에 놓일 때 흑체의 열손실을 측정하는 구조로 구현할 수도 있다.
홀더(40)가 회전되는 구조는 한 개의 측정대상물만을 고정하는 하는 형태에 적용할 수도 있다.
단, 본 발명은 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 온도가 모두 동일한 상태에서 측정대상물(1)이나 흑체(21)의 열손실을 측정하는 것이기 때문에 이러한 조건을 설정하는데 시간이 소요되므로 홀더(40)에 다수 개의 측정대상물(1)을 고정하는 형태가 바람직하다.
홀더(40)를 회전시키는 구조에서 홀더(40)를 수동으로 회전시키는 형태로 구현할 수도 있지만 자동으로 회전시키는 구조가 바람직하다.
이를 위하여, 홀더(40)를 선택적으로 회전시키되 고정된 측정대상물 중 어느 하나가 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 회전시킬 수 있는 홀더회전수단(80)을 더 구비할 수 있다.
상기와 같은 홀더회전수단(80)은 1회 작동될 때 설정된 각도만 회전되는 감속기를 갖는 형태 등으로 구현할 수 있다.
측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단(60)은 측정물투입공간(11)과 연통된 공기배출구(61)를 갖는 형태이며, 이미 공지된 다양한 형태로 구현할 수 있으므로 보다 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 온도설정수단(70)은 다양한 형태로 구현할 수 있다.
케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)에 전열선 등의 발열체를 위치시켜 가열되도록 할 수도 있다.
그러나 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)에 유로(流路)를 형성하고, 이 각각의 유로를 통해 가열된 오일을 순환시키는 오일순환장치(71)를 갖는 형태로 구현하는 것이 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30), 측정물투입공 간(11)의 온도를 동일하게 하는데 용이하여 바람직하다.
온도설정수단(70)에 있어서, 오일순환장치(71)를 통해 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)를 순환하는 오일 중 각각의 순환경로 끝부분에 위치되어 순환되는 오일의 온도를 측정하는 각각의 오일온도측정온도계(72)를 구비하는 것이 매우 중요하다.
이것은 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 온도가 동일한 시점에 측정대상물(1)이나 흑체(21)의 온도를 측정해야 정확한 복사율을 얻을 수 있기 때문이다.
더욱 바람직하게는, 측정물투입공간(11)이 밀폐되어 있는 상태에서 측정물투입공간(11)의 온도를 측정하기 위한 투입공간온도측정온도계(73)를 더 구비하는 것이다.
이것은 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 온도가 동일한 시점이라고 하더라도 측정물투입공간(11)의 온도가 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 온도와 다를 수 있기 때문이다.
투입공간온도측정온도계(73)를 대신하여 측정물투입공간(11)을 이루는 벽면(케이스본체(10)나 덮개(30)의 면이 됨)의 온도를 측정하는 온도계를 구비할 수도 있다.
케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 함에 있어 모든 지점이 고른 온도분포를 갖도록 하는 것은 매우 중요하다.
이러한 이유로 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)에 형성된 각각 의 유로는 도 5와 같이 아래에서 위쪽을 향해 지그재그로 형성되어 있도록 하는 것이 바람직하다.
오일을 순환시켜 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)를 가열하는 구조에서 온도가 동일하게 유지되는 것이 원활하도록 도 2와 같이 한 개의 배관을 흐르는 오일을 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)로 각각 분배하여 공급, 순환시키는 것이 바람직하다.
이러한 구조는 온도가 빠르게 동일해지는 결과와, 동일한 온도를 안정적으로 유지하는 결과를 가져온다.
본 발명에 있어서, 홀더(40)의 클램프(41)에 측정대상물(1)이 고정될 때 분광기(2)의 검출 방향에 대하여 측정대상물(1)의 표면이 수직이 되는 것(측정홀(31)의 천공 방향에 대하여 수직이 되는 상태가 됨)이 측정 데이터의 정확도를 높일 수 있어 바람직하다.
이를 위하여 홀더(40)의 클램프(41)는 측정대상물을 고정함에 있어 분광기(2)의 검출방향에 대해 수직이 될 수 있게 고정하는 것이 가능하도록 구현한다.
전술한 본 발명의 구조에서 측정홀차단몸체(50)는 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 가열시에 함께 가열될 수 있다.
측정홀차단몸체(50)가 가열된다면 측정대상물(1)의 온도나 흑체(21)의 온도를 측정함에 있어 그 정확성이 매우 낮아진다.
이를 방지하기 위하여 측정홀차단몸체(50) 중 측정을 위해 투명한 부분(51)을 제외한 나머지 부분은 단열재로 구현할 수 있다.
그러나 이러한 단열재를 사용한 방법만으로는 그 효과가 기대에 미치지 못한다.
따라서 측정홀차단몸체(50)가 일정한 온도를 유지하도록 측정홀차단몸체(50)를 냉각시키는 냉각수단(90)을 더 구비하는 것이 바람직하다.(냉각 온도는 20℃∼25℃ 정도의 상온이 바람직함)
이러한 냉각수단(90)은 각종 산업분야에 사용되고 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
구체적인 예를 설명하면, 도면에서와 같이 측정홀차단몸체(50)에 형성된 유로(流路)를 통해 냉매를 순환시키는 구조가 있다.
또, 냉매가 순환되는 파이프가 외측에 접촉되어 있는 형태로 구현할 수도 있다.
전술한 본 발명의 구조에 있어서, 분광기(1)를 통해 흑체(21)나 측정대상물(1)의 온도를 측정할 때 흑체(21)나 측정대상물(1)의 전방에 위치되는 덮개(30)의 복사열에 의해 측정 데이터의 정확성이 저하되는 것을 방지할 필요가 있다.
이를 위하여, 측정홀차단몸체(50)가 측정홀(31)을 경유하여 홀더(40) 방향으로 돌출되어 있도록 할 수 있다.
이때 측정홀차단몸체(50)는 측정대상물과의 사이에 최소의 공간만을 허용하 는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 홀더(40)의 온도가 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 온도와 같도록 홀더(40)를 가열하는 홀더가열수단(100)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이것은 본 발명이 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30), 측정대상물, 흑체, 측정물투입공간(11)의 온도가 모두 동일해졌다고 하는 시점에 흑체(21)나 측정대상물(1)을 측정홀(31)의 전방에 위치시켜 측정하는 것인데 단순히 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)를 가열하는 방법만으로는 측정을 위한 시점까지 결코 짧지 않은 시간이 소요되기 때문이다.
또, 측정대상물이 측정홀(31)의 전방에 위치되어 측정이 이루어질 때 홀더(40)의 열손실도 발생될 수 있어 이러한 홀더(40)의 열손실이 측정데이터에 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 이유도 있다.
이러한 홀더(40) 가열수단은 각종 산업분야에 적용되고 있는 다양한 형태로 구현할 수 있다.
구체적인 예로 설명하면, 케이스본체(10) 등과 같이 홀더(40)에 유로(流路)를 형성하고 이 유로를 통해 고온의 오일을 순환시키는 형태로 구현할 수 있다.
또, 발열체가 내장되어 발열체에 의해 가열이 이루어지는 형태로 구현할 수도 있다.
본 발명의 작용을 첨부된 도면을 사용하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
덮개(30)를 개방하여 홀더(40)에 측정대상물(1)을 고정한 후 덮개(30)를 닫아 측정물투입공간(11)을 차단하고, 진공수단(60)을 작동시켜 측정물투입공간(11)에 존재하던 공기가 공기배출구(61)로 배출되면서 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 한다.
측정물투입공간(11)이 진공상태가 되면 온도설정수단(70)을 통해 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)를 가열하여 각각의 온도가 동일한 온도가 되도록 한다.
홀더가열수단(100)이 구비된 경우 홀더(40)가 가열되어 케이스본체(10) 등의 온도와 동일해지도록 홀더(40)를 가열한다.
본 발명에 있어서, 측정대상물(1)이나 흑체(21)의 온도를 측정하는 시점은 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30), 측정대상물(1), 흑체(21), 측정물투입공간(11)의 온도가 동일한 시점이다.
반복된 실험을 통해 온도의 동일성이 확보되는 시점에 대한 데이터가 확보되어 있다면 그 시점이 되는 순간에 분광기(2)를 통해 흑체(21)의 온도나 측정대상물(1)의 온도를 측정하면 된다.
각각의 오일온도측정온도계(72)만 구비되어 있는 경우라면 각각 측정된 온도가 동일해 진 이후 곧바로 측정을 실시하기 보다는 약간의 시간이 지나서 측정을 실시하는 것이 바람직하다.
이것은 오일온도측정온도계(72)를 통해 온도가 동일해졌다고 하더라도 초기에는 측정대상물, 흑체, 측정물투입공간(11)의 온도와 다를 수 있기 때문이다.
투입공간온도측정온도계(73)가 더 구비되어 있는 경우라면 오일온도측정온도계(72)와 투입공간온도측정온도계(73)의 측정 온도가 동일해진 이후에 측정을 실시한다.
분광기(2)를 통해 온도를 측정할 때의 과정을 살펴보면, 먼저 다수 개의 측정대상물 중 측정하려는 측정대상물이 측정홀(31)의 전방에 위치되도록 한다.
이 상태는 측정홀(31)과 측정대상물과 흑체(21)가 일직선상에 놓인 상태가 된다.
측정대상물이 측정홀(31)의 전방에 위치되면 덮개(30)의 가열되지 않는 부분에 대응되기 때문에 순간적으로 열손실이 발생된다.
특히, 측정홀차단몸체(50)가 측정홀(31)을 경유하여 홀더(40) 방향으로 돌출되어 있는 경우에는 덮개(30)에서 발생되는 복사열이 측정대상물에 영향을 미치지 않기 때문에 더욱 확실한 열손실이 발생된다.
따라서 분광기에 검출된 측정대상물의 변화된 온도를 측정할 수 있는 것이다.
측정대상물의 크기가 측정홀(31)의 크기보다 크기 때문에 측정대상물을 회전시킬 때 약간의 각도차이가 발생되어 측정대상물이 정확한 위치에 놓이지 않더라도 측정홀(31)을 통해서는 측정대상물만이 보이는 형태가 된다.
측정대상물(1)의 온도를 측정한 후 홀더(40)를 회전시켜 측정홀(31)과 흑 체(21)가 소통될 수 있도록 한 후 곧바로 분광기(2)를 통해 흑체(21)의 온도를 측정한다.
측정물투입공간(11)에 위치된 또 다른 측정대상물의 온도를 측정하려 할 때에는 상기와 같은 과정을 반복하면 된다.
측정대상물의 온도와 흑체의 온도가 측정되면 온도변화를 통해 분광복사율을 얻기 위한 계산법에 측정대상물의 온도와 흑체의 온도 등을 대입하여 측정대상물의 복사율을 얻는다.
이러한 계산법은 이미 공지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
즉, 본 발명의 측정케이스를 통해 측정대상물의 복사율을 측정하는 방법은, 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)와 측정대상물(1)이 동일한 온도가 된 상태에서 측정대상물(1)을 측정홀(31)의 전방 일직선상에 위치시킨 후 분광기(2)를 통해 측정대상물(1)의 온도를 측정하는 단계;
측정대상물(1)의 온도를 측정한 후 측정홀(31)과 흑체(21)가 소통되도록 하고 분광기(2)를 통해 흑체(21)의 온도를 측정하는 단계;
측정된 측정대상물(1)의 온도와 흑체(21)의 온도를 분광복사율 계산법에 대입하여 측정대상물(1)의 분광복사율을 얻는 단계;로 이루어진다.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명의 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스를 설명하기 위한 단면 개략도
도 3은 본 발명의 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스를 설명하기 위한 사시도
도 4는 본 발명의 구성요소인 케이스본체와 흑체형성몸체를 설명하기 위한 개략도
도 5는 가열된 오일이 순환되는 유로를 설명하기 위하여 케이스본체의 단면을 도시한 개략도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1. 측정대상물 2. 분광기
3. 반사거울 4. 제어기
10. 케이스본체 11. 측정물투입공간
12. 흑체설치구 20. 흑체형성몸체
5, 21. 흑체 30. 덮개
31. 측정홀 40. 홀더
41. 클램프 42. 날개
50. 측정홀차단몸체 51. 투명한 부분
60. 진공수단 61. 공기배출구
70. 온도설정수단 71. 오일순환장치
72. 오일온도측정온도계 73. 투입공간온도측정온도계
80. 홀더회전수단 90. 냉각수단
100. 홀더가열수단

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 측정대상물의 복사율을 측정하기 위한 장치에 있어서,
    측정대상물(1)이 위치되는 측정물투입공간(11)이 형성되어 있고, 흑체설치구(12)가 형성되어 있는 케이스본체(10);
    흑체(21)가 형성되어 있으며, 상기 케이스본체(10)에 결합되어 있되 흑체설치구(12)와 흑체가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체(20);
    상기 케이스본체(10)에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간(11)이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간(11)을 차단하며, 흑체(21)와 일직선상에 위치되는 측정홀(31)이 천공되어 있는 덮개(30);
    측정대상물(1)을 고정하는 클램프(41)를 가지며, 고정된 측정대상물이 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체와 측정홀(31)이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있으며, 측정물투입공간(11)에서 회전하도록 설치되어 있고, 회전중심의 외측에 다수 개의 측정대상물을 고정하도록 되어 있되 회전되면 측정대상물들이 측정홀(31)과 일직선상에 위치될 수 있는 원주 상에 고정하도록 되어 있는 홀더(40);
    상기 흑체설치구(12)가 밀폐될 수 있도록 덮개(30)의 측정홀(31)을 차단하되 분광기를 연결하여 측정홀(31) 전방에 위치되는 측정대상물(1)의 열과 흑체(21)의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분(51)을 갖는 측정홀차단몸체(50);
    상기 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단(60);
    상기 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단(70); 및
    상기 홀더(40)를 선택적으로 회전시키되 고정된 측정대상물 중 어느 하나가 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 회전시킬 수 있는 홀더회전수단(80);을 포함하여 구성된, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  3. 측정대상물의 복사율을 측정하기 위한 장치에 있어서,
    측정대상물(1)이 위치되는 측정물투입공간(11)이 형성되어 있고, 흑체설치구(12)가 형성되어 있는 케이스본체(10);
    흑체(21)가 형성되어 있으며, 상기 케이스본체(10)에 결합되어 있되 흑체설치구(12)와 흑체가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체(20);
    상기 케이스본체(10)에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간(11)이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간(11)을 차단하며, 흑체(21)와 일직선상에 위치되는 측정홀(31)이 천공되어 있는 덮개(30);
    측정대상물(1)을 고정하는 클램프(41)를 가지며, 측정대상물이 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체와 측정홀(31)이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있는 홀더(40);
    상기 흑체설치구(12)가 밀폐될 수 있도록 덮개(30)의 측정홀(31)을 차단하되 분광기를 연결하여 측정홀(31) 전방에 위치되는 측정대상물(1)의 열과 흑체(21)의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분(51)을 갖는 측정홀차단몸체(50);
    상기 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단(60);
    상기 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단(70);을 포함하여 구성되고,
    상기 홀더(40)의 클램프(41)에 측정대상물(1)이 고정될 때 분광기(2)의 검출 방향에 대하여 측정대상물(1)의 표면이 수직이 되도록 고정되는 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 측정홀차단몸체(50)가 일정한 온도를 유지하도록 측정홀차단몸체(50)를 냉각시키는 냉각수단(90);이 더 구비된 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  5. 측정대상물의 복사율을 측정하기 위한 장치에 있어서,
    측정대상물(1)이 위치되는 측정물투입공간(11)이 형성되어 있고, 흑체설치구(12)가 형성되어 있는 케이스본체(10);
    흑체(21)가 형성되어 있으며, 상기 케이스본체(10)에 결합되어 있되 흑체설치구(12)와 흑체가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체(20);
    상기 케이스본체(10)에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간(11)이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간(11)을 차단하며, 흑체(21)와 일직선상에 위치되는 측정홀(31)이 천공되어 있는 덮개(30);
    측정대상물(1)을 고정하는 클램프(41)를 가지며, 측정대상물이 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체와 측정홀(31)이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있는 홀더(40);
    상기 흑체설치구(12)가 밀폐될 수 있도록 덮개(30)의 측정홀(31)을 차단하되 분광기를 연결하여 측정홀(31) 전방에 위치되는 측정대상물(1)의 열과 흑체(21)의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분(51)을 갖는 측정홀차단몸체(50);
    상기 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단(60);
    상기 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단(70);을 포함하여 구성되고,
    상기 측정홀차단몸체(50)는 측정홀(31)의 전방에 위치되는 측정대상물이 덮개(30)의 복사열에 의해 가열되는 것을 방지하기 위해 측정홀(31)을 경유하여 홀더(40) 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  6. 측정대상물의 복사율을 측정하기 위한 장치에 있어서,
    측정대상물(1)이 위치되는 측정물투입공간(11)이 형성되어 있고, 흑체설치구(12)가 형성되어 있는 케이스본체(10);
    흑체(21)가 형성되어 있으며, 상기 케이스본체(10)에 결합되어 있되 흑체설치구(12)와 흑체가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체(20);
    상기 케이스본체(10)에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간(11)이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간(11)을 차단하며, 흑체(21)와 일직선상에 위치되는 측정홀(31)이 천공되어 있는 덮개(30);
    측정대상물(1)을 고정하는 클램프(41)를 가지며, 측정대상물이 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체와 측정홀(31)이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있는 홀더(40);
    상기 흑체설치구(12)가 밀폐될 수 있도록 덮개(30)의 측정홀(31)을 차단하되 분광기를 연결하여 측정홀(31) 전방에 위치되는 측정대상물(1)의 열과 흑체(21)의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분(51)을 갖는 측정홀차단몸체(50);
    상기 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단(60);
    상기 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단(70);을 포함하여 구성되고,
    상기 홀더(40)의 온도가 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 온도와 같도록 홀더(40)를 가열하는 홀더가열수단(100);이 더 구비된 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  7. 측정대상물의 복사율을 측정하기 위한 장치에 있어서,
    측정대상물(1)이 위치되는 측정물투입공간(11)이 형성되어 있고, 흑체설치구(12)가 형성되어 있는 케이스본체(10);
    흑체(21)가 형성되어 있으며, 상기 케이스본체(10)에 결합되어 있되 흑체설치구(12)와 흑체가 일직선상에 위치되도록 설치되어 있는 흑체형성몸체(20);
    상기 케이스본체(10)에 분리, 결합 가능하도록 되어 있고 결합되었을 때 측정물투입공간(11)이 밀폐될 수 있도록 측정물투입공간(11)을 차단하며, 흑체(21)와 일직선상에 위치되는 측정홀(31)이 천공되어 있는 덮개(30);
    측정대상물(1)을 고정하는 클램프(41)를 가지며, 측정대상물이 측정홀(31)과 일직선상에 위치되도록 할 수 있고, 흑체와 측정홀(31)이 일직선상으로 소통되도록 할 수도 있는 홀더(40);
    상기 흑체설치구(12)가 밀폐될 수 있도록 덮개(30)의 측정홀(31)을 차단하되 분광기를 연결하여 측정홀(31) 전방에 위치되는 측정대상물(1)의 열과 흑체(21)의 열을 측정할 수 있도록 투명한 부분(51)을 갖는 측정홀차단몸체(50);
    상기 측정물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 할 수 있는 진공수단(60);
    상기 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 온도설정수단(70);을 포함하여 구성되고,
    상기 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)에는 오일이 순환될 수 있는 유로가 형성되어 있고,
    상기 온도설정수단(70)은 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)에 형성된 각각의 유로를 통해 가열된 오일을 순환시키기 위한 오일순환장치(71);
    상기 오일순환장치(71)를 통해 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)를 순환하는 오일 중 각각의 순환경로 끝부분에 위치되어 순환되는 오일의 온도를 측정하는 각각의 오일온도측정온도계(72);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 측정물투입공간(11)의 온도를 측정하기 위한 투입공간온도측정온도계(73);가 더 구비된 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)에 형성된 각각의 유로는 아래에서 위쪽을 향해 지그재그로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 오일순환장치(71)는 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)의 유로를 통해 오일을 순환시킴에 있어 한 개의 배관을 흐르는 오일을 케이스본체(10), 흑체형성몸체(20), 덮개(30)로 각각 분배하여 공급, 순환시키는 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스.
  11. 제 2항 또는 제 3항 중 어느 한 항의 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스의 측정홀차단몸체(50)에 분광기가 연결된 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정장치.
  12. 제 7항의 분광복사율 측정을 위한 측정대상물 내장형 측정케이스의 측정홀차단몸체(50)에 분광기가 연결된 분광복사율 측정장치를 사용하여 분광복사율을 측정하되,
    측정대상물투입공간(11)이 진공상태가 되도록 하면서 케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)를 가열하여 동일한 온도가 되도록 하는 단계;
    케이스본체(10)와 흑체형성몸체(20)와 덮개(30)와 측정대상물(1)이 동일한 온도가 된 상태에서 측정대상물(1)을 측정홀(31)의 전방 일직선상에 위치시킨 후 분광기(2)를 통해 측정대상물(1)의 온도를 측정하는 단계;
    측정대상물(1)의 온도를 측정한 후 측정홀(31)과 흑체(21)가 소통되도록 하고 분광기(2)를 통해 흑체(21)의 온도를 측정하는 단계; 및
    측정된 측정대상물(1)의 온도와 흑체(21)의 온도를 분광복사율 계산법에 대입하여 측정대상물(1)의 분광복사율을 얻는 단계;를 통해 분광복사율을 측정하는 것을 특징으로 하는, 분광복사율 측정방법.
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