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Application Note- High-End Cooled IR Camera - 모던인텍 송 종 준

목 차 • 자동차 산업 • 전기전자 산업 • 재료, 금속 산업 • 유리 산업 • 냉각방식 Vs 비냉각 방식 IR Camera

자동차 산업 • 타이어 <300km/h 속도의 타이어> <100mm 렌즈 근접측정> 300Km/h 의 속도로 회전하는 타이어의 표면을 이미지 번짐(왜곡) 현상없이 정확히 포착하여 온도분석을 한다.

자동차 산업 • 디스크 브레이크 저온영역 Range 1: 30°C to 250°C 중온영역 Range 2: 350°C to 700°C 고온영역 Range 3: 550°C to 1200°C <Rolling integration time> 디스크브레이크의 열섬현상(Hot Spot) 탐지 : Rolling Integration Time 기능을 이용한 저온, 중온, 고온 3가지의 온도영역을 동시에 측정하여 열섬현상을 탐지한다.

자동차 산업 • 자동차 각종 부품들의 응력 및 피로한계치 예측 Lock-In 프로세스 재료 물성치 < 관심지점의 온도변화, 열탄성효과 > < 관심영역의 응력분포 > < Mpa 단위의 주응력화상 > <Lock-In Thermography를 이용한 자동차 부품의 응력측정> 자동차 각종 부품들의 피로시험시 발생하는 응력을 단시간에 2차원 화상으로 나타낸다. 최종 데이터는 온도(°C) 단위가 아니라 응력(Mpa)로 표시된다. 또한 이를 이용하여 각종 부품들의 피로한계치를 단시간에 예측할 수 있다.

Brazing metal Laser steel Aluminum Inert gas MWIR + 50mm lens Ext. Ring + Wide temp. Range + Filter 자동차 산업 • 레이저 용접 저온영역 : 50°C to 250°C 중온영역 : 200°C to 700°C 고온영역 : 650°C to 1050°C 용접 시 변화되는 넓은 범위의 온도변화(상온~2,000°C)를 한 번에 측정하기 위해 Rolling Integration Time 기능을 이용하여 저온, 중온, 고온 온도영역을 한번에 탐지하여 온도분석을 한다.

전기전자 산업 • LED <LED 외부유리표면 측정> <LED 내부온도측정> LED 유리의 분광특성과 IR Camera의 필터(파장대역)을 이용하여 LED 내부 칩의 온도와 유리의 온도를 측정한다. 또한 LED의 켜짐과 동시에 발생하는 순식간의 온도를 초당 120장 또는 400장의 이미지를 저장하게 된다.

전기전자 산업 • Microscope <G3 렌즈, IFOV 5µm> <G1 렌즈, IFOV 15µm> 2cm 50mm Lens 50mm Lens + External ring G1 Lens IFOV 30µm FOV 9.6 x 7.2mm G3 Lens IFOV 15µm IFOV 3,2 x 2.5mm 다양한 Microscopic Lens (G0.5, G1, G3)의 결합으로 아주 작은 IC칩의 온도측정이 가능하다.

전기전자 산업 • Microscope 최대 15um의 디텍터 피치(Pitch)로 인해 Microscopic G3 렌즈와의 결합으로 최대 공간분해능(IFOV) 5um 까지 측정이 가능하다.

전기전자 산업 • 솔라셀 (Solar Cell) – Lock-in Thermography Function generator 솔라셀 기판에 함수발생기를 이용해 주기적인 전기신호를 걸어준다. 온도 이미지 at 1 Hz amplitude 이미지 in °C Phase 이미지 Shunt 이미지 프로세싱 처리인 Lock-In 기술을 이용하여 솔라셀 기판 내부의 결함을 비파괴 적인 방법으로 탐지한다.

전기전자 산업 • 실리콘 웨이퍼 – Active Thermography Lamp Camera Silicone ingot Silver SWIR 카메라 실리콘 웨이퍼의 결함 및 크랙 탐지 단파장 카메라(SWIR)와 외부 램프를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 눈으로 보이지 않는 결함이나 크랙을 비파괴 적인 방법으로 탐지한다.

6 5 7 4 3 2 1 Step 5 - 300 MPa Step 3 - 200 MPa Step 4 - 250 MPa Step2 - 150 MPa Step 6 - 350 MPa Step 7 - 400 MPa Step1 - 100 MPa 재료, 금속 산업 • 피로시험 x x x x x x X 피로한계치 각종 재료 및 금속의 피로시험시 발생하는 미세한 온도변화를 감지하여 Lock-In 기술을 적용하여 재료의 피로한계치를 단시간에 예측할 수 있다.

재료, 금속 산업 • 인장시험 Dynamic tensile test on steel 온도이미지 in °C 에너지변화 in x10 °C/s 인장시험 동안 발생하는 에너지 집중이 생기는 단층경계선, Luders Band 각종 재료 및 금속의 인장시험시 부하에 따른 인장파괴시 의 미세한 온도변화를 탐지하여 재료연구에 활용 할 수 있다.

재료, 금속 산업 • 재료 비파괴 검사 Steel 판의 두께: 5mm 각 구멍의 두께 : - 4mm - 3.5mm - 3mm - 2.5mm - 2mm Amplitude 이미지 온도 이미지 Phase 이미지 내부 결함을 가지고 있는 재료에 외부 램프를 가해 전도되는 열전도 특성을 관찰하여 비파괴적인 방법으로 재료의 내부 결함을 검출할 수 있다.

유리 산업 • 유리 및 램프 필터없음 Through-glass 필터 - MWIR (3…5 µm) - Narrow 2,35 µm filter On-Glass 필터 - High Pass 4.99µm 필터 • LWIR(8…12 µm), 반사도 20~30% • MWIR(3…5 µm), 반사도 5% < 유리의 Transmissivity, Emissivity, Reflectivity 특성 > 유리의 적외선 분광특성을 이용해 Filter를 활용하여 램프유리를 투과하여 필라멘트의 온도를 측정하거나 외부 유리의 온도를 측정할 수 있다.

냉각방식 Vs 비냉각방식 냉각방식 카메라는 비냉각방식 카메라와 비교해 냉각장치의 사용으로 인한 비휴대성 그리고 고가의 가격으로 인해 범용적으로 널리 사용되지는 않지만, 정교한 온도분해능 (0.02도) 또는 고속측정(초당 400~ 20,000장) 등 휴대형 비냉각방식 카메라가 갖지 못하는 능력으로 인해 고급 R&D 분야에 주로 사용되고 있다.

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