열화상 카메라로 보는 세상

많은 분들이 다양한 형태의 온열 매트를 이용하고 있을 것이다. 제가 이용하는 온열 매트는 다른 제품들과 비슷하게 아래의 사진과 같은 온도 조절기의 다이얼을 돌려 온도를 조절할 수 있다. 매트의 크기는 퀸 사이즈인데 두 개의 온도 조절 다이얼로 좌우를 구분하여 가열하는 방식을 적용하고 있다. 온열 매트 위에 아무것도 덮지 않고 공기에 노출시킨 상태에서 열화상카메라를 이용하여 매트 표면의 온도를 측정하였다. 좌우의 다이얼을 2번 위치로 동일하게 돌린 후에 일정한 시간 후에 표면온도를 측정하면 아래의 이미지와 같았다. 3번 위치로 고정하면 4번 위치로 고정하면 4번 위치에 두고, 매트의 절반 표면 위에 이불을 덮었을 때 촬영한 이미지는 아래와 같다.

요즘 많은 차량들에는 차선이탈 방지를 위한 안전 시스템이 다양한 형태로 적용되어 있다. 이를 위해 차량에는 디지털 카메라가 설치되어 있다. 일반 도로에는 흰색선과 황색선으로 차선과 중앙선 구분하고 있다. 열화상카메라로 흰색선과 황색선을 구분할 수 있는지 확인하였다. 먼저, 아래에는 디지털 카메라로 촬영된 주차장 도로 위에 표시된 흰색선을 나타내고 있다. 그리고 이 부분을 열화상카메라로 촬영한 이미지들은 아래와 같다. 명확하게 도로와 흰색선을 구분할 수 있음을 확인할 수 있다. 그리고 아래와 같이 주차장에 표시된 장애인 전용 주차구역 표시에 대한 확인과 그 사이의 황색선에 대한 구분은 가능한지 촬영하였다. 아래의 열화상카메라 이미지에서처럼 명확하게 흰색선은 구분할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 다만 황..

액체의 접촉각을 측정하는 것은 고체 표면을 다루는 연구자들에게는 매우 중요한 물리량 중의 하나이다. 이를 측정하기 위해서는 접촉각 측정 장비인 Contact Angle Goniometer라고 하는 장비를 이용하게 되는데, 장비의 가격이 최소한 2백만원 이상으로 누구나 쉽게 이용할 수 있는 장비는 아니다. 그래서 보통은 화소수가 높은 디지털 카메라로 고체 표면 위의 물방울을 촬영하여 측정하는 단순한 방법들을 많이 이용하고 있다. 그러나 접촉각은 유체의 온도에 따라 변화하는 물리량이므로, 고체 표면위의 액체 방울의 온도도 측정하면서 접촉각도 측정할 수 있다면 매우 유용한 방법일 것이다. 현재까지 개발된 열화상카메라들의 해상도는 일반 디지털카메라와 비교하면 매우 낮은 편이고, 초점 거리도 상대적으로 매우 큰 ..

전공이 열전달인 주인장의 개인적인 의견임을 전제로 “우리 인간이 현재 사용하고 있는 모든 공학적으로 만들어진 제품과 그러한 제품의 제작 공정에 투여되는 부품이나 제품 등의 설계부터 제작까지에 열전달 특성이 반영되지 않은 것을 찾기는 쉽지 않다”고 생각한다. 열전달 현상에 대해서는 따로 설명할 것이다. 다만 중요한 두가지 점만 설명하겠다. 첫째로 열전달에서 가장 중요한 물리량은 온도이고, 그 온도는 반드시 센서를 이용한 측정이라는 과정을 통해 알려진다. 둘째는 전도, 대류, 복사라는 세 개의 메커니즘을 가지고 있다는 것이다. 온도의 측정이라는 과정에 포함되는 온도 센서는 어릴 적 병원에서 체온을 측정하기 위하여 겨드랑이에 끼웠던 수은 체온계를 포함한 접촉식 방법과 열화상카메라와 같이 직접 접촉하지 않고 측..

바쁜 아침 출근길 머리를 감고 미처 제대로 말리지도 못하는 경우도 있지만... 여유있게 헤어드라이어로 제대로 말리고 나름 멋을 내는 날들은 왠지 모를 상쾌함이... 헤어드라이어의 공학적 특성은 온도와 속도가 높은 공기를 배출하는 기능이 핵심이다. 이를 위해 드라이어 내부에는 온도를 높이기 위한 열선히터와 속도를 높이기 위한 팬(블로워)이라는 부품이 존재해야 한다. 그리고 보통의 헤어드라이어는 손잡이 부분에 버튼식 혹은 전자식 조절기를 구비하고 있어, 공기의 유속을 높이면 동시에 배출되는 공기의 온도도 같이 높아지도록 설계되어 있다. 아래 사진과 같이 일반적인 헤어드라이어는 옆부분에 공기 유입망이 있거나, 오른쪽 아래와 같이 뒷부분에 유입망이 있다. 뒷부분에 유입망이 있으면 팬은 선풍기 날개처럼 생긴 형태..

국외의 논문들의 결과에 따르면 토끼의 체온은 36.6℃~38.9℃ 범위인 것으로 알려져 있다. 아래의 열화상이미지들은 실험용 토끼에 대하여 촬영한 이미지들이다. 촬영은 2018년 10월 25일 부산 모대학병원에서 엄격한 환경을 유지하면서 실시되었다. 이 촬영은 실험용 토끼의 안구에 특정 세포를 이식하고 이의 성장 특성을 열화상카메라의 열화상이미지로 확인 가능한지에 대한 검토를 위한 실험의 과정에서 이루어진 것이다. 먼저 아래의 첫 번째 이미지처럼 정상 토끼의 피부온도는 눈에서 최대 38.5℃를 나타내었다. 그리고 다른 항온동물과 마찬가지로 눈 부분의 온도가 확실히 알려진 체온과 유사하였고, 이로부터 체온의 지표 위치는 눈 부위임을 알 수 있다. 아래의 사진들과 같이 종양이 초기 상태인 경우와 종양 말기 ..

일반적으로 동물들의 경우에 직장에 체온계를 삽입하여 측정하는 방법이 주로 활용되고 있다. 그러나 직장의 청결성과 체온계가 피부에 접촉해야 하는 최소 시간 이상의 확보 등에 대한 문제가 항상 존재하고 있다. 따라서 고양이 피부온도 측정과 마찬가지로 강아지의 체온을 대신하여 열화상카메라로 측정하였다. 강아지의 체온은 평균적으로 38.4℃이며 소형견은 38.6℃~39.2℃, 대형견은 37.5℃~38.6℃가 정상이라고 알려져 있다. (출처 : https://www.dogmate.co.kr/blog/2019/01/02/강아지-체온-측정-방법) 동물병원에서 푸들의 피부온도를 다양한 각도에서 털이 많은 다른 항온 동물들과 마찬가지로 주로 눈과 귀를 중심으로 촬영하였다. 촬영은 2020년 10월 중순경 동물병원 내부에..

요즘은 반려묘들이 자주 보이고... 한편으로는 길에서도 집이 없는 묘들은 자주 보인다. 알려진 바로는 고양이의 체온은 38~39℃ 정도라고 한다. 구글에서 영어로는 “cat thermographic image”나 한글로는 “고양이 열화상이미지”로 검색하면, 올려져 있는 열화상카메라로 촬영된 이미지들에서의 고양이 피부 온도는 대개 36℃ 근처를 나타내고 있었다. 그러다 보니 몇분의 수의사 분들과의 통화에서 고양이도 체온을 정확하게 측정하려면 항문에 체온계를 삽입하는 방법이 유일하다고 말씀하셨다. 그러나 젖소, 토끼 그리고 곤충 등의 다양한 동물들의 피부온도 측정 경험을 바탕으로 털을 가진 동물이어도 눈과 눈 주변은 피부의 직접 노출이 많은 부분임을 설명드리면, 충분히 열화상카메라의 촬영 이미지 온도도 가능..

왕물결나방은 흔히 발견하기 어려운 개체로 날개를 편 길이가 대략 125-130mm로 매우 큰 편이다. 저자가 직접 촬영한 아래 사진에서와 같은 모양을 가지고 있다. 나방의 온도 측정은 우연히 건물의 유리문에 붙어 있었던 Brahmaea certhia (Sino-Korean owl moth)의 동작을 관찰하는 중에 촬연한 열적인 현상(피부 온도의 변화)으로부터 시작되었다. 아래 사진들 중에서 Fig. 2(a)는 왕물결나방 #1의 직접 촬영사진이며, (b)는 그 나방이 벽에 붙어 정지한 상태를 촬영한 열화상이미지이고, (c)는 나방이 벽에서 날아가기 직전에 촬영한 열화상이미지이다. Fig. 2 Photos and thermal images of Brahmaea certhia #1 열화상이미지 사진에서 보듯이..

액체 종류별로 동일한 체적으로 실험을 수행하기 위하여 액체량은 비이커에 200ml로 유지하였다. 액체는 물과 사이다로 선정하였는데, 사이다 속의 탄산농도는 0.784%, 당의 농도는 8.4%인 것으로 확인하였다. 잎의 개수는 초기에 6개가 좌우 대칭의 형태가 되도록 그림과 같이 조절하였다. 2014년 10월의 7일간 12시간 간격으로 액체의 높이와 잎수를 정량적으로 측정하고 분석하여 성장 특성을 파악하였는데, 동시에 정성적으로 잎의 상태를 육안으로 평가하였다. 호일로 싼 페트병을 비이커 내에 설치하여 식물 시료 고정시키고, FLIR사의 T-250 열화상카메라를 같은 위치에 고정시켜 쥐똥나무의 온도를 열화상이미지로 촬영하였다. 촬영된 열화상이미지에서 4번 잎의 5지점에 대하여 표면온도를 측정하여 분석하였다..