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적용분야

정밀 온도 계측 기술이 활용되는 다양한 산업 및 공정 영역을 소개합니다.

  • Challenge

    수작업 위주의 부정확한 제설·제빙 살포 방식은 제빙 자재의 과도한 사용으로 이어져 비용 증가와 환경 오염을 초래하는 경우가 많습니다. 지역별로 상이한 도로 표면 온도는 적시에 정확한 처리를 어렵게 만들며, 기존의 접촉식 센서는 노면이 젖어 있거나 결빙된 조건에서 성능이 저하되는 한계가 있습니다.

  • Solution

    제설·제빙 트럭에 고감도 적외선 파이로미터를 장착함으로써, 비접촉 방식의 도로 표면 온도를 실시간으로 연속 모니터링할 수 있습니다. 이 센서는 살포 제어 시스템과 연동되어 현재 노면 상태에 따라 제빙 자재의 살포량을 자동으로 조절함으로써, 작업 효율을 최적화하고 불필요한 염화칼슘 사용을 최소화합니다.

  • Benefits

    • 실제 도로 온도에 기반한 살포량 조절로 전체 염화칼슘 사용량 감소
    • 제빙 화학물질의 과도한 사용으로 인한 환경 피해 최소화
    • 살포 판단을 자동화하여 운전자의 집중도 향상
    • 데이터 기반의 신속한 제빙 대응을 통해 도로 안전성 강화
    • 노면 상태에 따른 정밀 살포 전략으로 도로 유지관리 비용 절감

적외선 측정을 활용한 제설·제빙 작업 최적화를 통한 비용 절감 및 환경 영향 감소

도로 위에 얼음이 형성되면 노면의 마찰력이 크게 감소하여 주행 환경이 매우 위험해지고, 사고 발생 위험이 증가합니다.

염화나트륨과 같은 제빙 화학물질을 광범위하게 살포하는 기존의 노면 결빙 감지 및 처리 방식은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 환경에도 부정적인 영향을 미칩니다. 이러한 화학물질은 지하수를 오염시키고 도로 주변의 식생을 훼손할 수 있습니다. 현재의 기상 조건과 도로 상태에 따라 제빙 자재의 살포량을 조절하는 것은 매우 중요합니다. 기온이 낮을수록 동일한 제빙 효과를 얻기 위해 더 많은 양의 염화칼슘이나 소금이 필요합니다. 그러나 수동으로 살포량을 조정하는 방식은 종종 제빙 자재의 과도한 사용으로 이어지며, 이는 비효율적이고 불필요한 낭비를 초래합니다.

정확한 도로 온도 데이터는 관계 기관의 도로 기상 정보 시스템이 현재 도로 상태를 모니터링하는 데 필수적입니다.
온도 측정값을 다른 기상 데이터와 결합함으로써, 이러한 시스템은 보다 정확한 예보를 생성하고 겨울철 도로 유지관리 의사결정을 효과적으로 지원할 수 있습니다. 도로 온도 모니터링은 결빙 발생을 예측하는 데 매우 중요하며, 제빙제 살포나 기타 필요한 유지관리 조치를 적시에 수행할 수 있도록 합니다. 비접촉식 온도 측정 방식은 기온, 상대습도, 이슬점 데이터와 함께 활용될 경우 도로 상태를 보다 정확하게 반영할 수 있습니다. 최근 적외선 온도 측정과 같은 비접촉식 방식에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이는 특히 노면이 젖어 있거나 눈·얼음이 있는 조건에서 기존의 노면 부착형 센서보다 뛰어난 장점을 제공하기 때문입니다.

정밀한 도로 온도 측정을 활용하면 제빙 자재 비용과 환경 영향을 효과적으로 최소화할 수 있습니다. 이러한 최적화는 제빙제의 효율적인 사용을 보장할 뿐만 아니라 낭비와 환경 피해를 줄여, 도로 유지관리에 있어 비용 효율적인 해결책을 제공합니다

도로 표면 온도는 동일한 도로 구간 내에서도 위치와 시간에 따라, 심지어 짧은 거리에서도 크게 달라질 수 있습니다.
살포기, 분사기, 제설·제빙 트럭에 설치된 도로 상태 모니터링 시스템은 이러한 낭비를 줄이는 데 핵심적인 역할을 합니다. 이 시스템은 도로 온도에 기반해 살포 자재의 투입량을 자동으로 연속 조절함으로써, 제빙제가 필요한 경우와 위치에만 사용되도록 하여 자원 절약과 환경 영향 감소를 동시에 실현합니다.

적외선 측정을 활용한 제설·제빙 작업 최적화를 통한 비용 절감 및 환경 영향 감소
염화칼슘 살포 트럭을 위한 고감도 적외선 파이로미터 기반 실시간 도로 온도 모니터링

여러 적용 사례에서 CSlaser hs 및 CSmicro hs 파이로미터가 염화칼슘 살포 트럭에 설치되어 도로 표면 온도를 효과적으로 모니터링하고 있습니다. 이 센서들은 트럭 외부에 장착되기 때문에 렌즈가 먼지나 긁힘에 노출될 수 있으며, 이로 인해 적외선 방사 측정의 정확도가 저하될 가능성이 있습니다. 이를 해결하기 위해 적외선 센서는 도로에서 튀는 물이나 오염물로부터 보호할 수 있도록 원뿔형 노면 프로브 내부에 장착되는 경우가 많으며, 이를 통해 오염물 축적을 방지하고 측정 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 이와 같은 구성은 도로 표면 온도를 지속적이고 신뢰성 있게 모니터링할 수 있도록 하며, 현재 노면 상태에 대한 즉각적인 피드백을 제공하고 실시간 대응을 가능하게 하여 도로 유지관리 작업의 효율성을 높여줍니다.

고감도 적외선 센서는 정밀한 온도 데이터를 제어 시스템으로 전달함으로써 핵심적인 역할을 수행합니다. 투입 제어 시스템은 온도 변화가 감지될 경우 수분의 1초 이내에 반응하여, 측정된 데이터를 기반으로 제빙 자재의 살포량을 자동으로 조절합니다.

이러한 적외선 센서의 정확도를 유지하기 위해서는, 도로 유지관리 환경에서 발생하는 방사율(emissivity) 변화와 다양한 환경 조건을 고려한 세심한 보정이 필요합니다. 아주 작은 보정 오차라도 온도 측정값에 큰 부정확성을 초래할 수 있으며, 이는 의사결정에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 미량의 잔여 수분이나 매우 얇은 얼음층은 정확하게 감지되지 않을 수 있어, 노면 결빙 상태를 과소 또는 과대 평가하게 만들 수 있습니다. 이러한 민감성 때문에 신뢰할 수 있는 측정값을 확보하기 위해서는 정밀한 보정과 지속적인 모니터링이 필수적입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 센서는 매우 높은 감도를 갖도록 설계되었으며, 일반적으로 0 °C 기준으로 정밀 보정이 이루어집니다. 또한 현장에서 오프셋 보정이 가능하도록 설계되어 있어, 온도 측정의 정확성을 지속적으로 유지할 수 있습니다.

일반적으로 적외선 센서는 특정 지점의 온도만을 측정하기 때문에, 도로 전체에 걸친 온도 변화에 대한 정보가 불완전할 수 있습니다. 이러한 공간적 온도 편차는 도로 상태를 종합적으로 평가하는 데 어려움을 초래할 수 있습니다. 그러나 라인스캐너(Line Scanner) 모드로 적외선 카메라를 활용하면 도로의 전체 폭에 걸친 온도 변화를 측정할 수 있어, 보다 포괄적이고 상세한 데이터를 확보할 수 있습니다. 이를 통해 도로 상태 평가의 정확도가 크게 향상됩니다.

염화칼슘 살포 트럭을 위한 고감도 적외선 파이로미터 기반 실시간 도로 온도 모니터링
비용과 환경 영향을 줄이는 첨단 도로 온도 모니터링: CSlaser 및 CSmicro 파이로미터

CSlaser LT hs 및 CSmicro LT hs 파이로미터는 탁월한 고감도를 바탕으로 도로 온도 측정 분야에서 새로운 기준을 제시합니다. 일반적인 넓은 온도 범위를 갖는 파이로미터와 달리, 이 센서들은 최대 25 mK 수준의 미세한 온도 차이까지 감지할 수 있습니다. 시스템 정확도는 ±1 °C 이내이며, 반복 정밀도는 ±0.3 °C로, 도로 상태를 매우 높은 정밀도로 모니터링할 수 있는 뛰어난 신뢰성을 제공합니다. 또한 CSmicro 및 CSlaser 파이로미터는 아날로그 및 디지털 모드를 모두 지원하는 2선식(two-wire) 동작 방식을 채택해, 다양한 시스템과 손쉽게 연동할 수 있도록 설계되었습니다.

또한 Optris는 이러한 센서를 위한 다양한 액세서리를 폭넓게 제공하여, 필요 시 맞춤 보정 및 보정 인증서를 포함한 여러 애플리케이션에 대응할 수 있는 유연하고 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

보다 경제적인 제빙 자재 살포 방식을 도입하면 환경에 미치는 영향을 줄일 뿐만 아니라 비용도 크게 절감할 수 있습니다. 전체적인 살포 자재 사용량을 줄이는 동시에, 특히 온도가 낮아 제빙이 가장 필요한 구간에 전략적으로 살포량을 늘림으로써 교통 안전을 저해하지 않으면서도 비용을 최소화할 수 있습니다.

이 시스템은 운전자가 주행에 더욱 집중할 수 있도록 도와 작업 효율을 향상시키며, 운영상 오류 발생 위험을 크게 낮춰줍니다. 디지털 기반의 빠른 반응 시스템은 수동 방식보다 더 빈번하고 정밀하게 살포량을 조절할 수 있어, 제빙 자재 사용량을 약 15% 절감하는 실질적인 효과를 제공합니다.

비용과 환경 영향을 줄이는 첨단 도로 온도 모니터링: CSlaser 및 CSmicro 파이로미터

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