개요

◎ 문화유산보호를 위하여 전문가가 실시간으로 공기의 부식환경을 평가할 수 있는 장치개발이 문화재 업계에서 요구됨

◎ 실내 및 실외에 대한 대기환경 - 야외박물관, 인공조형물 심지어 공장과 같은 산업시설물도 문화유산의 중요한 부분으로 인식되고 있기 때문에 공기 부식 모니터링에 대한 필요성은 실내조건에 국한되지 않고, 실외 환경에서도 사용할수 있도록 확대 적용됨.

◎ 건조 또는 침지상태가 존재하는 대기 환경조건에서 부식속도를 측정하기 위하여 전기저항 (Electrical Resistance) 기술이 선택되었으며, 유럽(EU)위원회의 자금지원을 받아서 장치개발이 완성됨 (2005 ~ 2008)

◎ 국내에서도 자동차, 건설, 항공, 문화재관리, 전자분야 등 다양한 산업분야에서 활용되고 있음.

작동원리

◎ 전기저항(ER) 기술은 'ASTM standard G96'과 'ISO 11844-2'에 설명되어 있습니다.

◎ 작동원리는 간단하지만 매우 효율적입니다. 아래그림과 같이 절연기판 위에 설치된 얇은 금속선로의 전기저항 값의 변화를 실시간으로 측정하고 기록합니다.

◎ 금속선로가 부식되면 선로의 단면적이 감소하고, 전기저항은 증가합니다. 차폐된 선로(참조선로)는 코팅이나 테이프에 의해 외부로부터 보호되기 때문에 온도변화로 인한 전기저항 변화를 보정하는 기준역할을 합니다.

◎ 금속선로의 너비는 금속재료의 유형에 따라 1 ~ 2 mm이며, 길이는 100 mm가 조금 넘는 크기입니다. 이 형상은 부식으로 인한 전기저항 변화에 대해서 높은 감도를 보이는 구조입니다.

◎ 센서의 감도와 측정수명은 주로 선로의 두께에 따라 달라집니다. 두께가 얇으면 감도는 높아지지만, 측정수명은 짧아집니다. 따라서 선로두께가 다른 금속재료를 다양한 환경에 적용하여 활용할 수 있습니다.

◎ 센서의 부식깊이(CD)는 아래 방정식에 따라 계산됩니다.

결과고찰

◎ 그림과 같이 세로축은 측정기간, 가로축은 금속의 부식 깊이의 그래프를 제공합니다.     측정기간과 부식깊이로부터 부식속도를 구할수도 있습니다.

◎ 실외공기의 국제규격에 해당하는 ISO 9223의 기준을 제공합니다.

◎ 장치의 측정위치 별로 비교하거나 젖음센서, 유기산가스 농도, 온/습도 데이터 등과 비교할 수도 있습니다.

기능

센서교환주기	동일한 환경에서 금속재료의 수명까지 측정하고 교체
방수	IP65
동작(최대)온도범위	0 ~ 30 도 (최대 -5 ~ 45 도)
부식두께 정확도	0 ~ 30 도 온도에서 금속재료 두께의 0.3%이하
저장주기 및 용량	1초 ~ 24시간, 86,000 회 저장가능
배터리 규격	리듐배터리 1개, 3.6 V / 1.8 Ah
배터리 수명	5 ~ 30 도 온도에서 26,000 회 저장

규격

저장장치 크기	100 x 65 x 42 mm
센서 크기	55 x 31 mm
중량	185 g

구성

저장장치		센서
소프트웨어		데이터 읽기장치

종류

센서	재질	저항범위 [Ohm]	수명 [μm]	해상도 [nm]
Fe-250μm	Carbon steel	0.01 - 0.1	125	200
Zn-50μm	Zinc	0.1 - 1	25	7
Fe-25μm	Carbon steel	0.1 - 1	12.5	3
Cu-12μm	Copper	0.1 - 1	6	4
Al-20μm	Pure aluminium	0.1 - 1	-	-
AlCu-125μm	Aluminium copper	0.01 - 0.1	-	-
AlZn-125μm	Aluminium zinc	0.01 - 0.1	-	-