열 저항률을 보고할 때는 항상 수분 함량과 함께 보고해야 합니다. 가능한 경우 토양의 밀도/압축도도 함께 보고해야 합니다. 보고에 대한 자세한 내용은 "열 저항률: 전문 전력 엔지니어를 위한 실제 rho 값"을 참조하세요.
내 열 저항 수치가 왜 이렇게 높은가요?
토양 입자는 넓은 범위의 저항(~15~700°C-cm/W)을 갖는 반면, 물(172°C-cm/W)과 공기(~4000°C-cm/W)는 더 유한한 값을 갖습니다. 토양의 특성을 구성하는 토양 입자, 물, 공기의 혼합물은 열 저항률에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 토양 수분이 증가하면 토양 열저항이 감소합니다. 반면, 토양-공기-물 혼합물에 공기가 많을수록 열 저항이 높아집니다. 토양 기공의 공기는 자연 토양 구성의 일부이므로 고려 대상에서 제외해서는 안 됩니다. 공기로 인해 자연 토양의 열저항 수치가 높으면 엔지니어링 백필을 고려할 수 있습니다.
작은 "실험실" 바늘은 깨지기 쉬운가요?
모든 가열식 바늘 프로브에는 열 에폭시로 채워진 내부 히터와 온도 센서가 있지만 바늘의 강도는 스테인리스 스틸 "튜브"에 있습니다. 바늘에 힘을 주면 바늘이 구부러져 센서의 회로가 손상될 수 있습니다. 단단한 토양에 직면한 경우 파일럿 핀이나 드릴을 사용하여 작은 파일럿 구멍을 만들 수 있습니다. 이 경우 바늘이 꼭 맞는지 확인하세요. 그렇지 않은 경우 새 구멍을 만들거나 열 그리스를 사용하여 공기 간격을 메우세요.
METER의 TEMPOS 는 IEEE 또는 ASTM 표준의 요구 사항을 충족하나요?
TEMPOS 은 IEEE 442 표준에 따라 "실험실" 프로브로 분류됩니다. 그러나 1981년 IEEE 표준이 작성된 이후 많은 변화가 있었습니다. IEEE 표준이 개정되고 있으며, 더 작은 "실험실용" 바늘이 현장 작업에 고려되고 있습니다. 관심 있는 토양에 접근할 수 있고 사용자가 현장 측정을 위한 기기 주의 사항을 준수하는 한, "실험실" 프로브는 실제로 대형 현장 프로브보다 더 정확할 수 있습니다. (즉, TEMPOS 바늘이 실험실용 프로브 크기라도 현장에서 사용하면 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.)
참고: ASTM 표준은 특정 용도에 대해 특정 바늘 길이를 요구하지 않습니다.
열 저항률 계산을 위한 계산이 어렵나요?
토양 열 저항을 계산하기 위한 수학적 계산은 그리 복잡하지 않지만, 손으로 직접 계산하면 오류가 발생할 수 있습니다. 시중에서 판매되는 대부분의 열전대 기기는 모든 계산을 수행하여 저항률 수치를 알려줍니다. 토양 수분 함량 측정도 마찬가지입니다.
가열 바늘 기법으로 동결 토양을 테스트할 수 있나요?
온도가 계측기의 사양 내에 있는 한 가열된 바늘로 동결 토양을 테스트할 수 있습니다. 상 변화로 인해 측정이 무효화되므로 동결 직전의 토양 열 저항을 측정하지 마세요.
작은 가열 바늘로 테스트할 수 있는 최대 입자 크기는 얼마인가요?
작은(길이 ~100mm, 직경 ~2.5mm) 가열 바늘로 최대 약 2mm의 토양 입자를 테스트할 수 있습니다. 이 시점에서 에어 갭은 토양 자체보다 더 많은 열 저항을 제공하기 시작합니다. 열 그리스를 바르고 판독 시간을 길게 하면 공극으로 인한 오류를 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 열선 바늘 설계의 기반이 되는 라인 열원 방식은 지하 전력 케이블의 열 방출을 모방하므로 토양의 에어 갭을 무시해서는 안 됩니다. 토양에 공극이 있으면 전원 케이블의 열 흐름에 영향을 미칩니다.
판독 사이에 얼마나 기다려야 하나요?
각 측정값을 새로운 시험처럼 취급합니다. 측정하기 전에 2~5분 정도 기다립니다. 여러 번 측정하는 경우, 일부 사용자는 적절한 간격을 두고 두 개의 바늘을 사용하여 컨트롤러를 센서에서 센서로 이동하는 것이 유리하다는 것을 알게 되었습니다.
바늘 삽입 후 판독을 시작하려면 얼마나 기다려야 하나요?
2~5분. 그러나 이 답변은 바늘의 크기와 관심 있는 토양/재료와 바늘 사이의 온도 차이에 따라 크게 달라집니다. 바늘은 일반적으로 스테인리스 스틸로 만들어져 열전도율이 높기 때문에 주변 환경과 매우 빠르게 온도 평형을 이룰 수 있습니다. 그러나 측정 중 온도 변화(바늘 가열 이외의)가 발생하면 오류가 발생할 수 있습니다. 안전을 위해 5분 정도 기다렸다가 바늘과 시료가 평형을 이루도록 하는 것이 가장 좋습니다.
작은(예: 100mm 길이) 바늘로 현장 측정을 할 수 있나요?
소형 '실험실' 프로브는 관심 있는 토양에 접근할 수 있는 한 현장에서 사용할 수 있습니다. 토양 샘플을 채취하여 실험실로 가져가는 것과 동일하게 생각하면 됩니다. 관심 있는 샘플의 변동성을 확인하려면 여러 번 측정하는 것이 좋습니다.
현장에서 관심 있는 토양에 접근하려면 어떻게 해야 하나요?
테스트를 위해 토양에 접근하는 두 가지 주요 방법은 드릴 코어 샘플을 채취하거나 테스트 구덩이를 파는 것입니다. 관심 있는 깊이에서 채취한 코어 샘플은 현장에서 테스트하거나 실험실로 보낼 수 있습니다. 테스트 구덩이를 사용하면 현장에서 테스트하거나 실험실 테스트를 위해 샘플을 채취하여 보낼 수 있습니다. 또한 관심 있는 토양을 관찰하여 토양의 지층과 불일치하는 부분을 찾는 것도 좋은 방법입니다. 현장 테스트는 실험실 테스트처럼 토양의 열 저항에 대한 완전한 그림을 제공하지 않는다는 점을 기억하세요.
"현장" 프로브와 "실험실" 프로브의 차이점은 무엇인가요?
일부 표준에서는 현장 프로브가 토양을 대표하는 대규모 샘플의 열 저항을 측정하기 위해 고안되고 설계되었습니다. 현장 프로브는 많은 열을 방출하는 큰 바늘(길이 약 1미터)입니다. 하지만 안타깝게도 온도 분해능이 다소 떨어집니다. 따라서 정확한 결과를 얻기 위해 충분한 온도 변화를 만드는 데 많은 전력과 시간이 소요됩니다. "실험실"형 바늘은 놀라운 온도 분해능(0.0001°C)을 가지고 있으며, 5분 정도의 측정으로 대부분의 토양의 열 저항을 정확하게 특성화할 수 있습니다. 또한 소형 니들은 현장 프로브보다 훨씬 적은 전력(AA 배터리 4개)을 필요로 합니다. 현장 측정은 현재 수분 함량에서 토양의 열 저항률만 제공한다는 점을 명심하세요. 토양의 열저항을 전체적으로 파악하려면 실험실 테스트가 필요합니다.
NASA의 JPL 피닉스 로버용 토양 수분 센서를 개발한 경험은 무엇인가요? 센서에 열전도율도 기록하게 된 이유는 무엇인가요? 흥미로운 발견이 있었나요?
시작도 하지 마세요! 전반적으로 좋은 경험이었습니다. JPL에서 함께 일한 팀은 정말 훌륭한 과학자이자 엔지니어들이었습니다. 열 특성 측정은 태양열의 침투 깊이를 이해하는 데 핵심이 되는 원격 감지 레골리스 열 특성 데이터의 실측을 위한 것이었습니다. TECP의 모든 측정 기능이 잘 작동하여 이 프로젝트는 매우 성공적인 것으로 평가받고 있습니다. 가장 중요한 발견은 화성의 겨울이 다가옴에 따라 레골리스가 냉각되면서 물이 레골리스 내부로 증기상 이동하는 현상일 것입니다. TECP가 측정한 유전 유전율의 증가는 예상보다 훨씬 컸는데, 이는 아마도 물이 얼지 않은 상태에서 과염소산염과 상호 작용했기 때문일 것입니다. 얼마 전에 JPL 수석 연구원과 함께 동영상을 촬영했습니다. 여기에서 확인하실 수 있습니다.
TEMPOS 에 사용하기에 최적의 샘플 크기는 얼마입니까?
올바른 샘플 크기를 확보할 때 고려해야 할 몇 가지 변수가 있습니다. 이 앱 노트를 읽고 애플리케이션에 적합한 샘플 크기를 결정하는 데 도움을 받으세요.