적용분야

열선 시트는 쌀쌀한 날씨나 혹독한 겨울 지역에서 운행되는 차량에 매우 유용한 기능입니다. 안정적이고 오래 지속되는 성능을 보장하기 위해서는, 장착 과정에서 전자 부품과 제어 장치를 세심하게 조립하는 것이 필수적입니다.

열선 시트는 발열 요소를 통해 작동하며, 이는 저항 역할을 하는 긴 띠 형태의 소재로 구성되어 있습니다. 이 저항체는 전류의 흐름을 제한하면서 전기에너지를 열로 변환하고, 그 열이 시트를 따뜻하게 합니다. 히터 요소의 문제는 열선 시트에서 가장 흔하게 발생하는 고장 원인입니다. 발열선은 일반적으로 매우 얇고 섬세해 쉽게 끊어지거나 손상될 수 있습니다.

시트에 장착되기 전에 시트 히터를 테스트하는 것은 매우 중요하며, 케이블 연결 불량은 최악의 경우 화재로 이어질 수 있습니다. 따라서 제조업체는 이러한 구성 요소가 올바르게 설치되고 정상적으로 작동하는지를 반드시 확인해야 합니다.

이 적용 사례에서 자동차 산업의 한 완성차 제조사는 자동차 시트 히터의 테스트 절차를 최적화하고자 했습니다. 해당 제조사는 히터 시스템의 정상 작동을 보장하면서도, 테스트 공정을 빠르고 간편하게 수행할 수 있는 온도 측정 시스템을 찾고 있었습니다. 흥미롭게도 이 제조사는 이전까지 해당 테스트를 수작업으로 진행해 왔습니다. 기술자들은 10~15분간 가열한 후, 시트 요소가 목표 온도에 도달했는지를 직접 손으로 확인했습니다. 이 제조사는 더 빠르면서도 동일하게 신뢰할 수 있는 테스트 방법을 최우선 과제로 삼고 있습니다.

제조사가 직면한 과제를 해결하기 위한 해법은 Optris PI 640i 적외선 열화상 카메라를 공정에 통합하는 것입니다. 이 적외선 카메라는 VGA 해상도(640 × 480 픽셀)와 40 mK의 뛰어난 열 감도를 갖추고 있어, 아주 미세한 온도 차이까지도 높은 정확도로 감지할 수 있으며 영상 처리 소프트웨어와도 원활하게 연동됩니다.

PI 640i를 활용한 온도 제어는 크게 두 가지 단계로 이루어집니다. 첫 번째는 시트에 장착된 열선 매트의 시각적 검사이고, 두 번째는 기능 테스트입니다. 이 매트는 주로 구리와 같은 금속 재질로 제작된 특수 발열선으로 구성되어 있으며, 열이 균일하게 방출되도록 고르게 배치되어 있습니다. 시각적 검사 단계에서는 발열선이 올바르게 설치되었는지, 외관상 손상이나 결함은 없는지를 확인하며, 특히 구리 케이블의 연결부, 커넥터 소켓, 플러그 부분을 중점적으로 점검합니다.

시각적 검사가 완료된 후에는 기능 테스트가 수행됩니다. 시트는 전원에 연결되고, 히터가 작동됩니다. 설정된 일정 시간 동안 온도를 연속적으로 측정하며, 적외선 카메라는 시트 표면과 등받이의 온도 분포를 기록합니다. 이 테스트의 주된 목적은 시트 온도가 규정된 짧은 시간 내에 정상적으로 상승하는지를 확인하는 것입니다.

테스트 과정에서 매우 중요한 요소 중 하나는 안전 시스템의 점검입니다. 현대식 시트 히터에는 일정 온도를 초과할 경우 화재 위험을 방지하기 위해 자동으로 가열을 차단하는 온도 조절기와 과열 보호 장치가 탑재되어 있습니다. 테스트 중에는 이러한 보호 시스템을 의도적으로 작동시키는 절차를 통해, 해당 안전 기능이 제대로 작동하는지를 검증합니다.

PI 640i는 시스템 내 어느 위치에나 설치할 수 있으며, 다양한 주변 장치로 필요한 신호를 전달할 수 있습니다. 예를 들어 시트 표면의 온도가 특정 임계값(예: 35°C)을 초과할 경우, 카메라에서 아날로그 신호가 알람 LED로 전송되어 차량 제조 시설의 인증 스테이션에 있는 담당자에게 경고를 제공합니다.

모든 측정값이 정상 범위 내에 있을 경우에는, 현재 공정을 통과하여 다음 생산 단계로 이동할 수 있음을 알리는 신호가 출력됩니다. 이러한 자동화 덕분에 테스트 시간은 단 30초로 단축되었으며, 제조사의 전체 생산 시간 역시 크게 감소했습니다.

PI 640i는 다양한 열 관련 생산 공정에서 뛰어난 이점을 제공합니다. 특히 높은 열 감도 덕분에 시트 온도의 변화를 짧은 시간 내에 감지할 수 있습니다. 이로 인해 생산 라인에서의 작업 시간이 크게 단축되었으며, 고객에게는 매우 큰 성과로 이어졌습니다.

PI 640i의 또 다른 장점은 초당 32Hz의 프레임 속도로 방사형 영상을 촬영할 수 있으며, 서브프레임 모드에서는 최대 125Hz까지 지원한다는 점입니다. 이처럼 높은 프레임 속도는 급격한 온도 변화와 동적인 공정을 정확하게 모니터링하고 분석하는 것을 가능하게 하며, 특히 3D 프린팅과 같은 공정에서 그 효과가 뛰어납니다.

이 적외선 카메라는 서로 교체 가능한 렌즈를 장착할 수 있으며, 15°, 33°, 60°, 90° 등 다양한 시야각을 제공합니다. 이를 통해 프린터의 크기나 적용 분야에 따라 초점과 시야각을 선택할 수 있어, 다양한 요구 사항에 유연하게 대응할 수 있습니다.

PI 640i는 또한 견고한 설계로 산업 환경에서 사용하도록 제작되었습니다. IP67 등급을 갖추고 있어 먼지와 물로부터 보호되며, 작동 중 0°C에서 50°C까지의 온도를 견딜 수 있습니다. 또한 별도의 액세서리를 사용하면 카메라의 내구성을 더욱 강화할 수 있어, 까다로운 환경에서도 높은 신뢰성과 내구성을 보장합니다.

다양한 인터페이스와 종합적인 소프트웨어 패키지를 통해 기존 시스템과의 통합이 수월합니다. 카메라는 USB 2.0 또는 선택 사양으로 기가비트 이더넷(PoE) 인터페이스를 통해 연결할 수 있습니다. 제공되는 Optris PIX Connect 소프트웨어 패키지를 사용하면 카메라의 설정과 원격 모니터링을 간편하게 수행할 수 있습니다.

또한 이 카메라는 아날로그 및 디지털 입출력과 함께 알람 및 페일세이프 기능을 위한 릴레이 등 다양한 산업용 공정 인터페이스를 제공합니다.