두 계측기 부류가 측정하는 것
광대역 복사계는 고정된 분광 대역 내의 복사조도를, 그리고 시간에 대해 적분하여 자외선(UV) 조사량을 제공합니다. 측정값을 결정하는 것은 센서의 분광 응답도입니다. 이는 복사 중 어느 부분이 측정에 반영되는지를 결정합니다.
분광복사계는 복사를 분산시켜 각 파장을 개별적으로 측정합니다. 모든 적분값 또는 작용 가중값은 이로부터 산출되며, 스펙트럼이 확보되어 있으므로 어떠한 가중 함수도 사후에 적용할 수 있습니다.
디퓨저, 필터, 포토다이오드 및 교정이 어떻게 상호 작용하는지, 그리고 측정 불확도가 어디에서 발생하는지는 자외선(UV) 센서의 구조와 오차 요인에서 다룹니다.
광대역 복사계와 분광복사계 비교
| 기준 | 광대역 복사계 | 분광복사계 |
|---|---|---|
| 측정량 | 가중함수 s(λ)에 따른 고정 분광 범위의 측정값 | 분광 복사조도 E(λ) |
| 활용성 | 하나 또는 소수의 램프 종류에 한정 | 모든 광원, 모든 작용 스펙트럼 |
| 분광 부정합 | 주요 오차 요인, 제조사별로 상이 | 원리상 존재하지 않음 |
| 미광 | 문제되지 않음 | 주요 오차 요인, 특히 UV-C 영역 |
| 동적 범위 | 매우 넓음 | 제한적 |
| 측정 소급성 | 전달 표준기를 통해 잘 확립됨 | 요구 조건이 더 까다롭고 분광 분해 필요 |
| 응답 시간 | 빠름, 공정 모니터링에 적합 | 적분 시간에 의해 결정됨 |
| 견고성 | 높음, 공정 적용 가능 | 상대적으로 취약, 광섬유 및 정렬 영향 |
| 조작 | 간단함 | 숙련된 인원 필요 |
| 비용 | 낮음~보통 | 높음 |
서로를 배제하는 두 가지 오차 원인
이 표는 순위가 아니라 대칭적인 비교입니다. 한쪽 방식의 주요 오차 원인이 있는 지점에서, 다른 방식은 구조상 문제가 되지 않습니다. 광대역 복사계는 분광 불일치(spectral mismatch)에 취약합니다. 하나의 스펙트럼을 기준으로 교정되기 때문에 다른 스펙트럼은 잘못 평가하게 됩니다. 분광복사계는 미광(stray light)에 취약합니다. 강한 파장의 일부가 있어서는 안 될 위치에 나타나며, 이는 특히 UV-C 영역에서 치명적입니다.
바로 그렇기 때문에 데이터시트만으로 선택을 결정하기는 어렵습니다. 선택은 측정 과제에서, 그리고 무엇보다 광원의 스펙트럼이 알려져 있고 일정하게 유지되는지 여부에서 비롯됩니다. 두 가지 현상이 장비 내부에서 어떻게 발생하며 어느 정도까지 커질 수 있는지는 분광 불일치와 미광 상세 설명에서 다룹니다.
광대역 복사계로 충분한 경우
다음과 같은 경우 광대역 복사계가 적합한 선택입니다:
- 램프 종류가 알려져 있고 일정하게 유지되는 경우
- 측정이 연속적으로 또는 공정과 함께 이루어지는 경우
- 넓은 동적 범위 또는 짧은 응답 시간이 요구되는 경우
- 센서가 열악한 주변 환경에 노출되는 경우
- 여러 측정 지점에 장비를 설치해야 하는 경우
분광복사계가 필요한 경우
분광 측정에 더 많은 노력이 드는 것은 광원 자체가 미지의 요소가 될 때마다 그만한 가치가 있습니다.
다음과 같은 경우에는 분광복사계가 올바른 선택입니다:
- 램프 종류가 변경되거나 알려져 있지 않은 경우
- 작용 스펙트럼을 평가해야 하는 경우 – 예를 들어 DIN EN 62471에 따른 평가 또는 자외선(UV) 소독을 위한 평가
- 램프의 노화를 분광적으로 추적해야 하는 경우
- 복사계를 교정하거나 검증해야 하는 경우
- 분광 증빙 자료를 문서화해야 하는 경우
제품 선택으로 이동
기기 등급이 확정되면 해당 제품 범주를 통해 기기를 선택하실 수 있습니다. 고정 분광 범위에서의 복사조도 및 자외선(UV) 조사량 측정에는 UV 측정기 및 복사계를, 파장 분해 측정에는 UV 분광복사계 및 광학 분광계를 이용하시기 바랍니다.
기기 선택에 관한 자주 묻는 질문
광대역 복사계와 분광복사계의 차이는 무엇입니까?
광대역 복사계는 센서의 분광 응답도로 가중된, 고정된 분광 범위에 대한 단일 측정값을 제공합니다. 분광복사계는 파장별로 분해된 복사를 측정하고, 이를 바탕으로 원하는 적분값 또는 작용함수 가중값을 산출합니다.
어느 기기가 더 정확하게 측정합니까?
원칙적으로 어느 쪽도 아닙니다. 각 기기에는 지배적인 오차 요인이 정확히 하나씩 있으며, 두 요인은 상호 보완적입니다. 광대역 복사계에서는 분광 부정합(spectral mismatch), 분광복사계에서는 미광(stray light)입니다. 광원이 알려져 있고 일정하다면, 적절히 교정된 광대역 복사계가 더 작은 측정 불확도를 제공합니다.
분광복사계가 광대역 복사계를 완전히 대체할 수 있습니까?
기술적으로는 가능하지만, 경제성과 운용 측면에서는 일반적으로 그렇지 않습니다. 동적 범위, 응답 시간, 견고성, 비용 모두 연속적인 공정 모니터링에서는 광대역 복사계에 유리합니다. 일반적인 구성은 주기적인 분광 검증과 연속적인 광대역 측정을 결합하는 방식입니다.
광대역 복사계가 광원을 잘못 평가하고 있음을 어떻게 알 수 있습니까?
동일한 광원을 동일한 위치에서 측정한 분광 측정 결과와 비교하면 알 수 있습니다. 적분 측정값이 체계적으로 벗어난다면 분광 부정합이 원인이며, 이는 해당 기기가 실제로 측정하는 스펙트럼과 다른 스펙트럼을 기준으로 교정되었음을 의미합니다.
