열전대 전선 101 종류, 응용 분야 및 특성

열전대는 산업, 과학 및 가정용 애플리케이션에서 가장 널리 사용되는 온도 센서 중 하나로, 광범위한 온도 측정이 가능합니다. 이러한 장치의 핵심은 온도 감지 및 측정에 필수적인 열전대 전선입니다. 이 문서에서는 열전대의 유형, 용도, 주요 특성 등 열전대의 기본 사항에 대해 자세히 설명합니다.

열전대 전선 이해하기

열전대는 측정 접합부라고 하는 한쪽 끝이 연결된 두 개의 서로 다른 금속 와이어로 구성됩니다. 측정 접합부가 가열되거나 냉각되면 온도와 상관관계가 있는 열전 전압이 생성됩니다. 전선이 연결되지 않은 다른 쪽 끝은 이 전압을 읽는 기기에 연결됩니다. 측정 접합부와 기준점(일반적으로 계측기에 있는) 사이의 온도 차이는 측정 접합부의 실제 온도를 결정하는 데 사용됩니다.

열전대에는 어떤 전선이 사용되나요?

열전대 전선은 전선에 사용되는 금속 합금에 따라 유형으로 분류됩니다. 각 유형은 문자로 지정되며 가장 잘 작동하는 특정 온도 범위와 환경이 있습니다.

유형 K(크로멜-알루멜):

가장 일반적인 열전대로, 산화 또는 불활성 대기에서 일반적으로 사용하기에 적합하며 온도 범위는 -200°C ~ +1260°C입니다.

포지티브 리드: 크롬멜(니켈-크롬 합금)

네거티브 리드: 알루미멜(니켈-알루미늄 합금)

유형 J(철-콘스탄탄):

진공, 환원 또는 불활성 대기에 선호되며 -40°C ~ +750°C의 범위에서 사용됩니다.

포지티브 리드: 철

네거티브 리드: 콘스탄탄(구리-니켈 합금)

유형 T(구리-콘스탄탄):

산화, 환원 또는 불활성 환경의 저온 애플리케이션에 이상적이며 -200°C ~ +350°C에서 작동합니다.

포지티브 리드: 구리

네거티브 리드: 콘스탄탄(구리-니켈 합금)

유형 E(크로멜-콘스탄탄):

높은 출력과 -50°C ~ +900°C의 온도 범위가 특징이며 다양한 환경에 적합합니다.

포지티브 리드: 크로멜(니켈-크롬 합금)

네거티브 리드: 콘스탄탄(구리-니켈 합금)

유형 N(니크로실-니실):

타입 K와 유사하지만 더 안정적이고 고온 산화에 강하며 -270°C ~ +1300°C에 적합합니다.

포지티브 리드: 니크로실(니켈-크롬-실리콘 합금)

네거티브 리드: 니실(니켈-실리콘 합금)

유형 S, R, B(백금 로듐):

이 유형은 고온 애플리케이션에 사용되며, 유형 S 및 R의 경우 최대 +1700°C, 유형 B의 경우 최대 +1800°C의 온도에서 안정성과 산화에 대한 저항성을 제공합니다.

유형 S 및 R의 포지티브 리드: 백금-로듐 합금(유형 S에는 10% 로듐, 유형 R에는 13% 로듐이 함유됨)

유형 S 및 R의 네거티브 리드: 백금

유형 B의 포지티브 리드: 백금-30% 로듐

B형 네거티브 리드: 백금-6% 로듐

이 표는 가장 일반적인 열전대 유형에 대한 간략한 개요와 함께 구성, 온도 범위, 일반적인 용도를 강조합니다. 열전대의 선택은 온도 범위, 환경, 원하는 정확도 등 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.

열전대 와이어의 애플리케이션

열전대는 다양한 용도와 넓은 온도 범위로 인해 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다:

산업 제조: 용광로 온도, 용융 금속 온도 및 기타 산업 공정을 모니터링하는 데 사용됩니다.

제약: 오토클레이브 및 기타 정밀한 온도 제어가 필요한 장비에 사용됩니다.

식품 산업: 오븐, 그릴, 냉장 장비에 사용됩니다.

항공우주 및 자동차: 극한의 온도에서 부품 및 시스템을 테스트하는 데 사용됩니다.

에너지 분야: 발전소에서 보일러와 터빈의 온도 모니터링에 사용됩니다.

열전대 전선의 주요 특성

열전대 전선을 선택할 때는 몇 가지 특성과 고려 사항이 중요합니다:

온도 범위: 온도 범위: 애플리케이션의 온도 범위에 맞는 열전대 유형을 선택하세요.

환경: 열전대가 작동할 대기(산화, 환원, 불활성 또는 부식성)를 고려하세요.

정확도 및 안정성: 유형에 따라 정확도와 안정성의 정도가 다릅니다. 플래티넘 유형(S, R, B)은 더 안정적이고 정확하지만 가격도 더 비쌉니다.

내구성: 열전쌍 와이어의 수명은 열악한 환경에서 중요한 고려 사항입니다.

비용: 비용은 열전쌍의 유형과 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

열전대 와이어의 표준

열전대 전선 및 그 사용은 다양한 유형의 열전대에 대한 재료, 구성, 허용 오차 및 온도 범위를 지정하는 다양한 표준의 적용을 받습니다. 이러한 표준은 다양한 애플리케이션에서 정확하고 신뢰할 수 있는 온도 측정을 제공하는 방식으로 열전대를 제조하고 사용하도록 보장합니다. 열전대 전선과 관련된 주요 표준은 다음과 같습니다:

국제 표준

IEC 60584: 모든 표준화된 열전대에 대한 열전 전압 및 온도 관계를 명시하는 국제전기기술위원회 표준입니다. 이 표준의 파트 1에서는 열전대의 온도 범위와 허용 오차 등급을 다루고, 파트 2에서는 연장 및 보정 케이블 허용 오차를 제공합니다.

ASTM E230/E230M: 미국 재료시험협회에서 발행한 이 표준은 미국 관례 체계에 따라 표준 열전대 유형에 대한 온도 기전력(emf) 표를 제공합니다. 또한 문자 지정, 허용 오차 및 기타 열전대의 필수 특성을 다룹니다.

국가 표준

ANSI MC96.1: 열전대를 포함한 온도 센서에 대한 미국 국립표준협회 표준입니다. 열전대의 사용, 성능 및 오차 한계에 대한 지침을 제공합니다.

BS EN 60584: 영국표준협회에서 채택한 IEC 60584 표준으로, 열전 전압과 온도 관계 및 열전대에 대한 허용 오차를 제공합니다.

DIN EN 60584: 독일 표준협회(Deutsches Institut für Normung)에서 채택한 IEC 표준의 독일어 버전입니다.

일본 표준

JIS C 1602: 열전대에 대한 일본 산업 표준으로, 일본에서 사용되는 열전대의 열전 전압 및 온도 범위에 대한 사양을 개괄적으로 설명합니다.

기타 고려 사항

이러한 표준 외에도 열전대는 절연, 전선 크기 및 사용 환경(온도 범위 및 대기 등)에 관한 특정 지침을 준수해야 합니다. 이러한 요소는 열전쌍의 정확도, 응답 시간 및 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.

절연 재료: 사용 환경에 따라 열전대 전선은 물리적 손상, 전기적 간섭, 화학적 부식으로부터 보호하기 위해 유리섬유, PTFE 또는 세라믹과 같은 소재로 절연되어 있습니다.

와이어 게이지: 열전대 와이어의 크기는 응답 시간과 저항에 영향을 줄 수 있습니다. 표준에서는 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 와이어 게이지 크기를 권장할 수 있습니다.

커넥터 및 단자 표준: 열전대와 함께 사용되는 커넥터 및 단자도 호환성을 보장하고 온도 측정의 정확성을 유지하기 위해 특정 표준을 충족해야 합니다.

결론

열전대는 온도 측정에 없어서는 안 될 도구로, 거의 모든 애플리케이션에 적합한 다양한 유형이 있습니다. 이러한 전선의 유형, 용도 및 특성을 이해하면 사용자가 필요에 맞는 열전대를 선택하여 어떤 환경에서도 정확하고 신뢰할 수 있는 온도 측정을 보장할 수 있습니다. 산업 제조, 제약, 식품 가공 또는 정밀한 온도 제어가 필요한 모든 분야에서 요구 사항을 충족하는 열전대 와이어가 있습니다.