기술용어사전

단일 파장(싱글 컬러) 파이로미터가 단일 파장에서 복사를 측정하는 것과 달리, 다중 색상(멀티컬러) 파이로미터는 방사율 변화나 먼지·연기 같은 오염물 존재와 같은 조건에서도 정확도를 향상시키고 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

이들 기기는 종종 비율형(ratio), 두 색(two-color) 또는 이중 파장(dual-wavelength) 파이로미터라고 불리며 단일 파장 파이로미터와는 다른 방식으로 작동합니다.

빈( Wien )의 변위 법칙은 흑체가 방출하는 복사의 최댓값 파장이 그 온도에 반비례함을 말합니다. 물체의 온도가 상승하면 전체 파장 범위에서 방출 복사량이 증가하고, 더불어 스펙트럼별 방사 최대값은 더 짧은 파장으로 이동합니다.

강도 기반의 단일 파장 파이로미터와 비율 기반 파이로미터 사이에는 큰 차이가 있습니다. 단일 파장 파이로미터는 특정 대역폭 내에서 방출된 적외선 복사의 파워를 측정합니다. 반면 비율형 파이로미터는 서로 근접한 두 파장에서 적외선 복사를 측정하여 두 강도 간의 관계를 평가합니다. 이 두 색의 대역폭은 부분적으로 겹칠 수도 있고 완전히 분리될 수도 있습니다. 비율형 파이로미터의 이러한 고유한 접근법은 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 온도 측정을 가능하게 합니다.

단일 파장 장치와 달리, 비율형 파이로미터는 방사율이 알려져 있지 않거나 온도에 따라 변하더라도 두 파장 신호가 방사율이나 공정 변화에 비례하여 영향을 받는 한 신뢰성 있게 측정할 수 있습니다. 따라서 두 색 파이로미터의 두드러진 특징 중 하나는 열악한 조건에서도 반복 가능하고 정확한 측정을 제공할 수 있다는 점입니다.

비율형 파이로미터는 측정 지점이 물체에 완전히 놓여 있지 않거나 물체가 파이로미터의 측정 지름보다 작은 경우, 광경로에 먼지·증기·오염물·창문 등 변하는 투과 요소가 존재할 때 자주 사용됩니다. 이러한 장치는 방사율이 알려져 있지 않고 변화하지만 두 파장에서 동일하게 변하는 일부 금속 가공 공정과 같은 어려운 산업 응용에서 사용됩니다.

A multi-color measurement is an infrared temperature measurement principle that analyzes the infrared radiation emitted by an object at multiple wavelengths, at least at two wavelengths. Some manufacturers refer to an instrument that uses two-wavelength and additional input information as emissivity characteristics as a multi-color instrument, although only two wavelengths are measured. Additionally, an instrument that measures a high quantity of different distinguishable wavelengths is often referred to as a spectrometer.

Unlike single-color pyrometers, which measure radiation at a single wavelength, multi-color pyrometers can improve accuracy and ensure reliability under conditions like varying emissivity or the presence of contaminants such as dust or smoke.

These instruments are often called ratio, two-color, or dual-wavelength pyrometers and function differently than single-color pyrometers.

Wien’s displacement law states that the peak wavelength of radiation emitted by a black body is inversely proportional to its temperature. As an object’s temperature rises, its emitted radiation increases within the overall wavelength range, and additionally, the maximum of the spectral-specific radiation shifts to shorter wavelengths.

There is a significant difference between intensity-based single-color pyrometers and ratio-based pyrometers. Single-color pyrometers measure the power of the emitted infrared radiation within a specific bandwidth. In contrast, ratio-based pyrometers measure the infrared radiation at two closely spaced wavelengths and evaluate the relationship between the two intensities. The bandwidth of these two colors can be partly overlapping or completely separated. This unique approach of ratio pyrometers allows for more accurate and reliable temperature measurements.

Unlike single-color devices, a ratio pyrometer can even measure reliably when the emissivity is unknown or changing with the temperature, as long as both wavelength signals are affected proportionally by emissivity or process changes. Therefore, one of the standout features of the two-color pyrometer is its ability to provide repeatable and accurate measurements even in adverse conditions.

Ratio pyrometers are often used if the measuring spot is not fully placed on the object or the object is smaller than the pyrometer spot size if changing transmissions are present in the optical path of the pyrometer—like dust, steam, dirt, and windows. These devices are used in challenging industrial applications, such as some metal processing applications, when emissivity is unknown and changing but alters equally at both wavelengths.