CI-TM 노점 트랜스미터 — 고분자 필름 센서로 라인마다 잡는 이슬점 감시

수분은 "어딘가"가 아니라 "라인마다" 새어 들어옵니다

CI-TM 시리즈는 압축공기·질소·공정 가스 배관에 직접 나사 체결(ISO G1/2")해 이슬점을 상시 측정하고, 4-20mA와 RS485로 그 값을 제어실까지 보내는 노점 트랜스미터입니다. 신형 고분자 필름 정전용량식 센서와 알루미나 정전용량식 센서를 모델별로 선택할 수 있어 -60℃td에서 -100℃td까지 대응하며, 스테인리스 하우징·IP65 보호등급으로 현장에 그대로 노출 설치할 수 있습니다.

많은 현장이 이슬점을 "드라이어 출구 한 점"에서만 봅니다. 그런데 실제로 수분이 들어오는 지점은 한 곳이 아닙니다. 드라이어 이후의 긴 배관, 리시버 탱크 하부, 겨울철 옥외 노출 구간, 오래된 이음부, 필터 교체 직후의 잔류 수분 — 모두 이슬점을 올리는 요인입니다. 드라이어 출구에서 -40℃td가 나왔다고 해서, 30m 떨어진 도장 부스나 계장 밸브 앞에서도 -40℃td인 것은 아닙니다.

그러면 왜 다들 한 점만 볼까요? 답은 단순합니다. 지금까지 다지점 이슬점 감시는 비쌌기 때문입니다. 표시부와 케이스가 달린 분석기를 라인마다 놓을 수는 없으니까요. CI-TM 시리즈는 바로 그 지점을 겨냥한 제품입니다. 표시부·버튼·케이스를 덜어내고 센서와 신호 출력만 남긴 뒤, 라인마다 붙일 수 있는 크기와 가격대로 내려온 트랜스미터입니다.

실제로 무슨 일이 벌어졌나 — 수분을 "측정하지 않아" 생긴 사고들

① 계장용 공기(Instrument Air)의 수분 — 미국 원자력규제위원회 GL 88-14

미국 원자력규제위원회(NRC)는 1988년 8월 8일 Generic Letter 88-14 「Instrument Air Supply System Problems Affecting Safety-Related Equipment」를 모든 원자력발전소 운영 허가자에게 발송했습니다. 배경 문서인 NUREG-1275 Vol.2 「Operating Experience Feedback Report — Air Systems Problems」는 공압으로 움직이는 안전 관련 기기들이 계장용 공기 계통의 설계·설치·정비 부실 때문에 본래의 안전 기능대로 동작하지 않을 수 있다고 지적했습니다.

이 문서가 각 발전소에 요구한 첫 번째 항목이 상징적입니다.

"실제 계장용 공기의 품질이 개별 기기 제조사의 권장 사양과 일치하는지 시험으로 검증할 것"
— NRC Generic Letter 88-14, 1988-08-08, 검증 항목 1

즉 "괜찮을 것이다"라는 추정이 아니라 측정된 값을 요구한 것입니다. 30년 넘게 지난 지금도 일반 산업 현장의 상당수는 여전히 드라이어 사양서에 적힌 숫자를 믿고 운전합니다.

출처: U.S. NRC, Generic Letter 88-14 (1988-08-08)

② 물 몇 %가 125톤 구조물을 무력화한 사례 — 2010년 딥워터 호라이즌 격납 돔

2010년 5월, BP는 멕시코만 유정 누출을 막기 위해 125톤짜리 격납 돔(containment dome)을 해저 분출부 위에 내렸습니다. 결과는 실패였습니다. 원인은 구조 결함도, 조작 실수도 아니었습니다. 해저의 저온·고압 조건에서 메탄과 물이 결합해 만들어진 메탄 하이드레이트(가스 하이드레이트)가 돔 내부와 출구 배관을 막아버린 것입니다.

수분은 배관 안에서 "습기" 상태로만 머무르지 않습니다. 온도와 압력이 특정 조건에 들어가면 고체가 되어 유로를 막고, 계측을 마비시키고, 겨울에는 계장 임펄스 라인을 얼립니다. 천연가스 공급 규격이 수분 함량과 이슬점을 계약 조건으로 못박는 이유가 여기 있습니다.

출처: National Commission on the BP Deepwater Horizon Oil Spill and Offshore Drilling — Containment Dome, MIT News (2012-04-12)

CI-TM은 어떻게 수분을 읽어내는가 — 고분자 필름 정전용량식 센서의 원리

CI-TM 시리즈의 표준 센서는 고분자 필름을 유전체로 쓰는 정전용량식(capacitive) 이슬점 센서입니다. 원리 자체는 "물은 유전율이 매우 크다"는 물리 현상 하나에 기대고 있습니다.

1. 수분이 상부 전극을 통과합니다. 센서 최상층은 수분 분자만 선택적으로 투과시키는 전극입니다. 가스 중 수증기가 이 층을 지나 안쪽으로 확산됩니다.
2. 고분자층이 수분을 흡수하며 유전율이 바뀝니다. 물의 비유전율은 약 80으로 건조한 고분자(수 단위)보다 압도적으로 큽니다. 흡수된 수분량이 늘면 두 전극 사이의 정전용량이 즉각 커집니다.
3. 정전용량 변화를 이슬점으로 환산합니다. 상부·하부 전극이 이루는 콘덴서의 용량 변화를 마이크로프로세서가 읽어, 출하 전 다지점 보정 데이터와 대조해 이슬점(℃td)으로 변환합니다.
4. 온도 드리프트를 보상합니다. 같은 수분량이라도 온도가 달라지면 신호가 흔들립니다. CI-TM은 출하 전 다지점 온도 보상 검증을 거쳐 -40~+100℃ 범위에서 온도 정확도 ±0.3~±0.5℃(기본)를 유지합니다.
5. 자동 가열이 센서를 되살립니다. 고습 상태에 오래 노출된 센서는 저습으로 돌아올 때 응답이 느려집니다. CI-TM은 독자 가열 알고리즘으로 센서를 순간적으로 데워 흡착 수분을 털어냅니다. 이 기능이 결로 방지와 오염 저항까지 동시에 담당합니다.
6. 결과를 두 갈래로 내보냅니다. 아날로그는 4-20mA(3선, 분해능 0.002mA, 부하 최대 500Ω), 디지털은 RS485 Modbus RTU. 5핀 M12 커넥터 하나로 전원·신호가 모두 정리됩니다.

CI-TM 시리즈의 4가지 독보적 강점

① 저습에서도 죽지 않는 고분자 필름 — 그리고 필요하면 알루미나로

기존 방식의 문제: 저습 대응을 위해 알루미나(산화알루미늄) 센서를 쓰면 고습 구간 응답이 둔해지고, 반대로 고분자 필름을 쓰면 -60℃td 아래에서 신호가 묻힙니다. 결국 현장은 둘 중 하나를 포기해야 했습니다.

CI-TM의 해결: 신소재 고분자 필름 모델(CI-TM01/01-1/02/02-1)로 -60~+20℃td 또는 -60~+60℃td를 커버하고, 더 낮은 이슬점이 필요하면 같은 시리즈 안에서 알루미나 정전용량식 모델(CI-TM07: -80~+20℃td, CI-TM07-1: -100~+20℃td)을 고르면 됩니다. 배선·통신·설치 규격은 그대로 두고 센서만 바꾸는 구조입니다.

② 자동 가열 보정 — 결로를 "막는" 게 아니라 "털어내는" 방식

기존 방식의 문제: 습한 가스가 잠깐이라도 지나가면 센서 표면에 물이 맺히고, 이후 건조 가스가 흘러도 센서는 한동안 "젖은 값"을 붙들고 있습니다. 이 회복 지연이 다지점 감시를 어렵게 만드는 진짜 이유였습니다.

CI-TM의 해결: 자동 가열 알고리즘이 고습→저습 전환 시 센서를 능동적으로 가열해 응답 속도를 끌어올립니다. 사용설명서 기준 응답 시간은 -80→-30℃td 20초[90% 도달 40초], -30→-70℃td 5분[20분](20℃·1bar 게이지·4L/min 조건). 부수 효과로 결로 방지·미세 입자 오염 저항·유증기 및 대부분의 화학물질 내성이 함께 올라갑니다.

③ 재교정 주기 2년 이상 — 유지보수 비용을 줄이는 실제 숫자

기존 방식의 문제: 습도 센서는 흔히 연 1회 교정을 전제로 합니다. 감시점이 10곳이면 매년 10대를 떼어 보내야 하고, 그동안 그 지점은 "무감시" 상태가 됩니다.

CI-TM의 해결: 우수한 회로 설계가 온도·오염·노화로 인한 드리프트를 자동 보상하고, 자동 가열과 신소재 필름의 초고안정성이 더해져 재교정 주기를 2년 이상으로 연장할 수 있습니다. 감시점을 늘려도 정비 부담이 비례해 늘지 않는다는 뜻입니다. (출처: CI-TM 시리즈 사용설명서 v1.15 「제품 소개」)

④ 그대로 물리는 출력 — 4-20mA와 Modbus RTU를 동시에

기존 방식의 문제: 아날로그만 있는 트랜스미터는 이슬점 하나만 올려보낼 수 있습니다. 온도·압력·ppm 같은 부가 값은 현장에서 사라집니다.

CI-TM의 해결: 4-20mA(측정 범위 변경 가능)와 RS485를 함께 제공합니다. Modbus RTU로 읽으면 온도·상대습도(%rH)·압력 이슬점·대기 이슬점·혼합비(g/kg)·절대습도(mg/m³, g/m³)·중량비(ppmW)·부피비(ppmV)·열함량(kJ/kg)·압력까지 총 29개 보유 레지스터를 IEEE754 부동소수점으로 가져옵니다. 출하 기본값은 주소 1 / 19200bps / 8-N-1입니다.

일반 습도 트랜스미터 vs 창아이 CI-TM 시리즈

※ CI-TM 열의 수치는 창아이 CI-TM 제품 페이지 사양표와 CI-TM 시리즈 사용설명서(v1.15, 2025-02-15) 기준입니다. 비교 열은 시중 일반 습도/노점 트랜스미터의 통상적 사양 범위를 정리한 것으로, 특정 제조사 제품을 지목하지 않습니다.

CI-TM이 반드시 필요한 산업 현장

1. 공기 분리(ASU)·산업용 가스 제조 — 질소·산소·아르곤 제품 가스의 수분 규격 관리. 정제탑 출구와 충전 라인 양쪽 감시.
2. 가스 생산·제조 및 출하 검사 — 실린더 충전 전 수분 확인, 출하 성적서용 데이터 확보.
3. 제철·야금 — 환원 가스·보호 분위기 가스의 수분은 표면 산화와 탈탄으로 직결됩니다.
4. 석유화학 공정 — 촉매 피독 방지, 하이드레이트 생성 억제, 저온 공정 동결 방지.
5. 리튬 배터리 제조 — 전해액·전극이 수분에 극도로 민감합니다. 드라이룸 공급 가스와 글로브박스 라인의 상시 감시.
6. 전자·반도체·전력 설비 — 퍼지 질소, SF₆ 충전 가스, 계장용 공기의 수분 관리.
7. 건조 설비·기계 제조 — 건조 효율은 배기 가스 이슬점으로 판단하는 것이 가장 정확합니다.
8. 식품 생산 공정 — 포장 충전 가스와 접촉 압축공기의 수분 및 위생 관리.

※ 적용 분야 목록은 CI-TM 시리즈 사용설명서 「응용 분야」 및 CI-TM 사양서(한국어)를 근거로 정리했습니다.

📌 제품 소개 — 창아이 CI-TM 시리즈 노점 트랜스미터

📊 기술 사양

출처: 창아이 CI-TM 제품 페이지 사양표 + CI-TM 시리즈 사용설명서(v1.15, 2025-02-15) + CI-TM 사양서(한국어).
※ 모델 코드 표기 차이 안내: 제품 페이지는 센서 방식별로 CI-TM01 / TM01-1 / TM02 / TM02-1 / TM07 / TM07-1로 구분하고, 사용설명서는 측정 범위별로 기본형·표준형·확장형(CI-TM02 / TM03 / TM04)으로 표기합니다. 납품 사양 코드와 측정 범위는 반드시 알에스코리아를 통해 확정해 주세요.

왜 CI-TM이 정답인가

일반적인 습도 트랜스미터로 이슬점을 감시하려 할 때 부딪히는 벽은 대개 셋입니다.

• 한계 ① 낮은 이슬점에서 값이 안 나온다 → 결국 드라이어 출구만 보게 된다.
• 한계 ② 한 번 젖으면 오래 못 쓴다 → 유지보수 부담 때문에 감시점을 못 늘린다.
• 한계 ③ 값이 하나뿐이다 → 압력이 바뀌면 이슬점도 바뀌는데, 환산할 정보가 없다.

CI-TM은 이 셋을 각각 센서 소재(신소재 고분자 필름 + 알루미나 선택지), 자동 가열 알고리즘, Modbus 다항목 출력으로 풀었습니다. 그리고 셋을 합치면 결론이 하나로 모입니다. 감시점을 늘려도 감당이 된다는 것입니다.

드라이어 출구 1점만 보던 현장이 드라이어 출구 · 리시버 출구 · 옥외 주배관 · 최종 사용점 4점으로 늘어나면, 이슬점 상승이 어디서부터 시작됐는지 배관도 위에서 바로 짚입니다. 원인 추적에 며칠을 쓰던 일이 화면 한 번 보는 일로 바뀝니다.

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🌡️ 현장 조건이 바뀌면 제품도 바뀝니다

같은 "수분 측정"이라도 현장의 온도·압력·분진 조건이 달라지면 최적 제품이 달라집니다. 아래 표를 기준으로 검토해 보시고, 애매하면 이슬점 분석기 카테고리에서 전체 라인업을 확인하시기 바랍니다.

참고: ISO 8573-1 압축공기 수분 등급

※ ISO 8573-1:2010 습도·수증기 순도 등급 기준. 실제 적용 등급은 공정 요구사항에 따라 결정하시기 바랍니다.

마치며

이슬점은 "관리하고 있다"고 말하기는 쉽지만, "지금 이 지점에서 몇 ℃td입니다"라고 답하기는 어려운 값입니다. 그 차이를 만드는 건 결국 측정 지점의 개수이고, 지점을 늘리려면 지점당 장비가 작고 견디고 손이 덜 가야 합니다. CI-TM 시리즈는 정확히 그 조건을 맞추기 위해 설계된 트랜스미터입니다.

당신의 현장은 아직도 드라이어 출구 한 점의 숫자로 전체 라인을 믿고 있지 않으신가요?