부르돈관(Bourdon tube)에서 측정된 압력은 다음 중 어느 것인가?
- 절대압력
- 게이지압력
- 진공압
- 대기압
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 부르돈관이 표시하는 압력의 종류를 묻고 있다. 부르돈관은 내부 압력과 외부 대기압 간의 차이에 의해 변형이 발생하고 이를 지시기로 전달하므로 대기압을 기준으로 한 게이지압을 측정한다.
부르돈관은 내부 압력과 대기압의 차로 변형되므로 대기압 기준의 게이지압력을 측정한다.
개념 한 쪽
에너지관리산업기사 온도 및 열량 측정 — 온도계 종류·가스분석
온도와 열량을 측정하는 계기는 원리와 측정 대상에 따라 여러 종류로 나뉜다. 접촉식은 물질의 팽창·저항·진동 주파수 변화 등을 이용하고, 비접촉식은 방사나 특정 파장의 흡수를 이용한다. 가스성분 분석과 온도 측정은 각각의 전용 원리와 측정 매체를 이해해야 판별할 수 있다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「온도 및 열량 측정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 압력계 기준 판별 | 1 | 기계식 압력계가 지시하는 압력의 기준을 묻기 |
| 가스분석기 측정 대상 확인 | 1 | 선택 흡수식 가스분석기가 분석하는 성분을 가리기 |
| 적외선 흡수 여부 판단 | 1 | 특정 가스가 적외선 방식으로 측정 가능한지 구별하기 |
뜻
화염 검출기는 발광특성과 이온화 전류를 구분해 선택해야 한다는 점을 기억한다. 발광을 이용하는 센서는 황화카드뮴(CdS) 셀로, 빛에 따라 광전도 특성이 변해 화염 유무를 검출한다. 플레임로드는 화염 속의 이온에 의해 흐르는 전류를 검출하는 방식으로, 빛이 아닌 이온화 전류를 기준으로 판별한다.
기계식 압력계의 대표인 부르돈관은 내부 압력과 외부 대기압의 차로 변형이 일어나므로 지시하는 값은 대기압을 0으로 한 게이지압력이다. 절대압력이나 진공압은 부르돈관만으로 직접 얻을 수 없으므로 문제에서 기준을 묻는 문장은 게이지압을 확인해야 한다.
가스분석과 관련해 오르자트 분석기는 CO2, O2, CO의 선택 흡수 원리를 사용해 부피 감소로 함유량을 구한다는 점을 핵심으로 한다. 적외선(열적 흡수)식 분석에서는 분자의 비대칭 진동에 따른 쌍극자 모멘트 변화가 필요하므로 O2·N2 같은 대칭 2원자 분자는 고유 흡수스펙트럼이 없어 적외선 방식으로 측정할 수 없다.
비접촉식 온도계는 사용 파장에 따라 구분한다는 원리를 따른다. 광고온계는 가시광선 영역의 휘도를 비교해 고온을 측정하고, 방사·복사온도계는 적외선 등 복사에너지를 검출해 온도를 산출한다. 접촉식 온도계의 경우 수은은 팽창, 백금은 저항, 수정은 진동 주파수 변화를 이용하는 대표 재료로, 일부 금속(예를 들어 아연)은 온도 측정 재료로 사용되지 않는다는 점을 구분한다.
열전대(열전 온도계)는 측정접점과 기준접점의 온도차로 기전력을 생성하므로 장거리 연결 시 기준접점의 영향 보정을 위해 열전대와 특성이 유사한 보상도선을 사용한다는 점을 기억한다.
예제
부르돈관 문제는 압력의 기준을 묻는 전형적 패턴이므로 지시값을 게이지압으로 읽으면 맞춘다. 오르자트 계기는 CO2·O2·CO 세 성분을 순서대로 흡수해 측정하므로 보기에 N2나 SO2를 포함하면 오답으로 소거한다. 적외선 분석은 대칭 2원자 분자(O2·N2)는 흡수하지 않으므로 이들 성분이 보기에 있으면 적외선 방식으로는 측정 불가로 판정한다. 비접촉 온도계 중 가시광선(광파장)을 이용하면 광고온계, 복사 에너지 전체를 이용하면 방사·복사온도계로 구분한다.
대표 기출 3문항
주로 오르자트 가스 분석기는 어떤 가스를 분석할 수 있는가?
- CO2, O2, CO
- CO2, O2, N2
- CO2, CO, SO2
- NO2, CO, O2
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 오르자트 가스분석기가 주로 어떤 성분을 분석하는지 묻고 있다. 오르자트법은 선택적 흡수제를 사용하여 CO2를 KOH로, O2를 피로갈롤 등으로, CO를 적절한 흡수제로 차례로 흡수·측정하므로 분석 대상은 CO2, O2, CO 세 가지이다.
오르자트 분석기는 CO₂·O₂·CO를 흡수액으로 선택 흡수해 측정하고, N₂는 차감 계산한다.
적외석 가스분석계에서 고유 흡수스펙트럼을 가지지 못하는 것은?
- CH4
- CO
- CO2
- O2
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 적외선 흡수식 가스분석기에서 고유 흡수 스펙트럼이 없는 가스를 묻고 있다. 적외선 흡수는 분자 진동에 따른 쌍극자 모멘트 변화가 있어야 하므로 CO2, CO, CH4 같은 비대칭 또는 극성 분자는 적외선 흡수를 보이는 반면 O2는 대칭 이원자 분자로 적외선 흡수선이 없어 NDIR 방식으로 측정할 수 없다.
적외선을 흡수하는 건 CO2·CO·CH4 같은 비대칭 분자이고, O2·N2 같은 대칭 2원자 분자는 적외선을 흡수하지 않는다.
자주 묻는 물음
- CdS 셀과 플레임로드의 차이는 무엇인가?
- CdS 셀은 화염의 발광을 광전도 효과로 검출하는 센서이고, 플레임로드는 화염 속 이온에 의해 흐르는 이온화 전류를 검출하는 센서로 구분한다.
- 부르돈관이 지시하는 압력 종류는 무엇인가?
- 부르돈관은 내부 압력과 외부 대기압의 차로 관이 변형되므로 대기압을 0으로 한 게이지압력을 지시한다.
- 오르자트 분석기로 측정 가능한 가스와 적외선 방식의 한계는 무엇인가?
- 오르자트 분석기는 CO2·O2·CO를 흡수액으로 순차 흡수해 부피감소로 농도를 구하고, 적외선 방식은 대칭 2원자 분자(O2·N2 등)는 고유 흡수스펙트럼이 없어 적외선으로 측정할 수 없다는 점을 기억한다.
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