수소를 '열'로 읽는다 — CI-PC551-2 방폭 TCD 수소(H₂) 트랜스미터 완벽 해부

"빛도 화학반응도 아니고, 열(熱)로 수소를 잰다고?"

가스를 측정하는 방법은 여러 가지입니다. 적외선 흡수(NDIR), 산화·환원(전기화학식), 광이온화(PID)… 그리고 오늘 이야기할 열전도도(TCD)가 있습니다. 뜨겁게 달군 금속선(필라멘트)에 가스가 닿으면 가스마다 식는 속도가 다르다는 원리, 바로 이 차이로 수소 농도를 읽어내는 장비가 창아이(CHANG-AI)의 CI-PC551-2 방폭형 열전도도 분석기입니다.

🇰🇷 알에스코리아 — 창아이 대한민국 공식 총판

어디에 필요한가 — TCD 수소 트랜스미터 사용 환경

TCD는 배경 가스가 단순하고 목표 가스의 열전도율 차이가 뚜렷할 때 진가를 발휘합니다. 특히 물을 전기분해해 O₂와 H₂만 나오는 수전해(그린수소) 공정에 최적입니다.

CI-PC551-2의 우수성 — 3가지 강점

① Ex d IIB T6 Gb 방폭 + 리모컨 원격 조작

수소는 가연성 가스입니다. CI-PC551-2는 내압방폭 구조로 위험지역에 설치하고, 적외선 리모컨으로 가까이 가지 않고 조작하며, 메뉴 잠금으로 오조작을 막습니다.

② 기준 필라멘트 + 브릿지 회로로 온도 드리프트 상쇄

두 개의 필라멘트(기준·측정)를 브릿지 회로로 비교해 주변 온도 변화를 상쇄합니다. 가스 때문인지 환경 온도 때문인지를 구분해 안정된 값을 냅니다.

③ 디지털 처리로 교차 간섭 억제 + 6종 출력

마이크로컨트롤러·디지털 처리로 안정성을 높이고, 4-20mA·0-20mA·0-1V·0-5V·0-10V·1-5V 6종 출력 자유 설정과 RS485/RS232 통신, 농도 알람을 지원합니다.

※ 사양 출처: 창아이 CI-PC551-2 제품 페이지·사양서. 측정 범위는 가스 종류에 따라 구성됩니다.

원리 이론 ① — 가스마다 다른 '열전도율'

열전도율은 물질이 열을 얼마나 잘 전달하는지를 나타내는 성질입니다. 겨울철 같은 온도의 쇠 숟가락이 나무 숟가락보다 차갑게 느껴지는 건, 쇠의 열전도율이 높아 손의 열을 더 빨리 빼앗기 때문이죠. 가스도 마찬가지로 고유의 열전도율을 가지며, 수소(H₂)는 공기·산소·질소보다 약 7배 높습니다.

※ 상온 부근 대표값. 단위 W/m·K = 1m 두께 양쪽에 1K 온도차가 있을 때 1㎡ 면적으로 이동하는 열량(W).

원리 이론 ② — TCD 센서와 브릿지 회로

TCD(Thermal Conductivity Detector)는 내부에 200~300℃로 가열한 백금(Pt)·텅스텐(W) 필라멘트를 둡니다. 기준 가스 상태보다 열전도율 높은 H₂가 들어오면 필라멘트가 더 빨리 식고, 금속은 온도가 내려가면 저항이 선형적으로 낮아지므로(그래서 산업 현장이 PT100 백금저항 온도센서를 쓰죠) 그 저항 변화로 H₂ 농도를 산출합니다.

산업용 TCD는 단순히 전압·전류만 보지 않고 브릿지(휘트스톤) 회로로 측정합니다. 여기서 기준 필라멘트가 핵심입니다 — 주변 온도가 변하면 타겟 가스가 없어도 필라멘트 온도가 흔들리는데, 기준 필라멘트가 "이게 가스 때문인지 주변 온도 때문인지"를 비교·상쇄합니다. 기준 가스 상태에선 4개 저항이 균형을 이뤄 전위차가 0이다가, H₂가 들어와 측정 필라멘트만 냉각되면 전위차가 발생합니다.

⚙️ 실제 적용 사례 — 수전해(그린수소) 현장 H₂ 분석

알에스코리아 기술영업부는 국내 수전해(물 전기분해) 그린수소 현장에 CI-PC551-2를 실제 적용했습니다. 공정은 전기분해 → 제습 → O₂·H₂ 분석 순서로, 산소와 수소 두 가지만 나오는 단순·일정한 배경가스 환경이라 TCD 방식에 최적화된 현장이었습니다.

고객사가 창아이 제품에 관심을 가진 이유는 세 가지였습니다 — ① 기존(독일 브랜드) 장비가 너무 고가, ② 해외 브랜드라 A/S에 시간이 과다 소요, ③ 신규 브랜드 성능을 직접 검증하고 싶다. 이에 기존 장비 출구 측에 CI-PC551-2를 연결해 7일간 병행 비교 테스트를 진행했습니다.

결과는 기존 장비 약 0.885%, CI-PC551-2 약 0.8%로 근소한 차이였고(양쪽 모두 공인 교정 전 상태라 절대 우열은 논외), 무엇보다 7일 트렌드가 거의 동일하게 나타나 측정 신뢰성을 입증했습니다. (출처: 알에스코리아 기술영업부 실제 데모 적용 사례)

도입 효과와 안정성

CI-PC551-2를 도입하면 수전해·수소 공정에서 고가 수입 장비 대비 합리적 비용으로, 국내 총판의 빠른 교정·AS를 받으며 H₂를 안정적으로 감시할 수 있습니다. 방폭(Ex d IIB T6 Gb)으로 가연성 수소 환경에 안전하게 설치하고, 기준 필라멘트·디지털 처리로 온도 드리프트와 교차 간섭을 억제합니다. 필라멘트 예열(전원 인가 후 수 분 안정화)만 지키면 장기간 일관된 트렌드를 제공합니다.

🌡️ 측정 환경이 바뀌면 — 조건별 추천 창아이 제품

TCD는 배경가스가 단순할 때 강합니다. 측정 환경(온도·습도·배경가스·유량·미량 여부)이 달라지면 최적 장비도 달라집니다. 아래 조건에 맞춰 창아이 제품을 검토하세요.

※ 현장 조건이 복합적이면 알에스코리아 기술부가 최적 조합을 제안합니다. 전체 제품 보기

🛠️ 알에스코리아의 유지보수 — 기술부 보유 + 출장/영업 방문

알에스코리아(주)는 자체 기술부를 보유해 교정·센서 점검·데모 테스트를 국내에서 직접 수행합니다. 출장 서비스와 영업부 현장 방문으로 배경가스 조성·측정 위치를 직접 확인해 최적 구성을 제안하고, 도입 후 빠른 교정·AS로 해외 브랜드 대비 유지보수 부담을 크게 줄입니다. 실제 도입 전 데모 테스트도 지원합니다.

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