CI-BM 노점 트랜스미터 — 고분자·알루미나 센서 겸용 인라인 이슬점 측정

보이지 않는 물 한 방울이 공정을 무너뜨릴 때

압축공기든 질소든, 배관 속을 흐르는 기체는 눈으로 보면 늘 똑같습니다. 투명하고, 조용하고, 아무 일도 없어 보입니다. 그런데 그 안에 섞인 수증기는 온도가 조금만 떨어지거나 압력이 조금만 올라가도 액체로 돌변합니다. 밸브 안에서 얼고, 전극 표면에서 산화막을 만들고, 리튬과 만나 수소를 뿜습니다.

노점(이슬점, dew point)은 그 기체가 이슬을 맺기 시작하는 온도입니다. 상대습도와 달리 온도에 흔들리지 않고 절대 수분량을 그대로 가리키기 때문에, 건조 공정의 합격·불합격을 가르는 단 하나의 숫자로 쓰입니다. 문제는 이 숫자를 어디서 재느냐입니다.

드라이어 출구에서 한 번 재고 끝내면, 그 뒤 수십 미터 배관을 지나 실제 사용점에 도착한 기체가 어떤 상태인지는 아무도 모릅니다. 그래서 요즘 현장은 묻습니다. "화면 달린 분석기 한 대를 어디에 둘까"가 아니라, "화면 없는 센서를 몇 군데에 붙일까". CI-BM 시리즈 노점 트랜스미터는 정확히 그 질문에 대한 답입니다.

CI-BM은 어떻게 이슬점을 측정하는가 — 정전용량식 박막 센서의 원리

CI-BM 시리즈의 센서는 폴리머(고분자) 박막 기반의 정전용량식 센서입니다. 원리 자체는 간결하지만, 그 간결함이 ppb 수준의 수분까지 읽어내는 힘이 됩니다. (출처: CI-BM 시리즈 한국어 사용설명서 v1.12 「작동 원리」)

1. 수분 분자의 확산 — 기체 속 수증기가 투과 가능한 상층 전극을 통과해 폴리머층 안으로 확산됩니다.
2. 정전용량의 변화 — 폴리머층이 머금은 수분량에 비례해 상·하층 전극 사이의 정전용량이 달라집니다. 이 값이 곧 절대 수분량의 물리적 표현입니다.
3. 회로 드리프트 자동 보상 — 온도·오염·노화로 생기는 회로 드리프트를 센서가 스스로 보정해, 장기간 신뢰할 수 있는 고정밀 측정을 유지합니다.
4. 다지점 온도 보상 — 출고 전 여러 온도점에서 보상값을 검증해 두었기 때문에, 넓은 작동 온도(-20~+70℃) 전 구간에서 온도 드리프트가 억제됩니다.
5. 디지털 연산 후 이중 출력 — 노점값과 함께 온도·%rH·혼합비·절대습도·ppmV/ppmW·열량·압력까지 계산해 4-20mA와 RS485 Modbus RTU로 동시에 내보냅니다.

CI-BM 시리즈의 4가지 독보적 강점

① 고분자 필름과 알루미나, 두 센서를 한 시리즈에서 고른다

기존 방식의 문제 — 압축공기(-40℃td 안팎)와 초건조 질소(-80℃td 이하)는 최적 센서가 다릅니다. 그래서 현장은 서로 다른 제조사의 서로 다른 제품을 섞어 쓰고, 배선 규격도 통신 프로토콜도 예비품도 제각각이 됩니다.

CI-BM의 해결 — 한 시리즈 안에서 고분자 필름 센서(CI-BM02 -60~+20℃td / CI-BM02-1 -60~+60℃td)와 알루미나 정전용량식 센서(CI-BM07 -80~+20℃td / CI-BM07-2 -100~+20℃td)를 선택합니다. 하우징·나사 규격·M12 커넥터·Modbus 맵이 동일하므로, 라인마다 센서 특성만 바꾸고 배선과 상위 시스템은 그대로 씁니다. (출처: CI-BM 제품페이지 사양표)

② 자동 가열 보정 — 결로가 두렵지 않은 센서

기존 방식의 문제 — 노점 센서를 망가뜨리는 1순위는 결로입니다. 액체 물이 센서면에 맺히면 측정값이 포화 근처에 붙박이고, 회복에 몇 시간이 걸리거나 아예 복구되지 않습니다.

CI-BM의 해결 — 가열 모드에서 16~30V·250mA를 소비하며 센서를 능동 가열합니다. 응축 방지, 미세 입자 오염 저항, 유증기 및 대부분의 화학물질에 대한 저항이 사양서에 명시된 특징으로 올라와 있습니다. 정상 측정 시 소비 전류는 30mA로 다시 내려갑니다.

③ 4-20mA와 RS485를 동시에 — DCS도, 스마트팩토리도

기존 방식의 문제 — 아날로그만 있으면 노점 하나만 올라오고, 통신만 있으면 기존 DCS 아날로그 카드를 못 씁니다.

CI-BM의 해결 — 4-20mA(3선식, 분해능 0.002mA, 부하 최대 500Ω, 온도 드리프트 스팬의 0.01%/℃)와 RS485 Modbus RTU를 함께 제공합니다. Modbus 홀딩 레지스터 29개에는 온도·%rH·압력이슬점·대기이슬점·혼합비(g/kg)·절대습도(mg/m³, g/m³)·ppmW·ppmV·열량(kJ/kg)·압력이 IEEE 754 부동소수점(리틀엔디언)으로 실려 있습니다. 기본 설정은 주소 1 / 19200bps / 8-N-1입니다. (출처: CI-BM 사용설명서 v1.12 「Modbus 프로토콜」)

④ 재교정 2년 이상 — 유지보수 부담을 절반으로

기존 방식의 문제 — 연 1회 교정이 관행이면, 라인 10곳에 센서를 붙이는 순간 매년 10번의 탈거·교정·재설치가 생깁니다.

CI-BM의 해결 — 자동 가열 기능과 신소재 고분자 박막 센서의 초고안정성을 결합해 재교정 주기를 2년 이상으로 연장할 수 있다고 사용설명서가 명시합니다. 라인 수가 많을수록 이 차이는 그대로 운영비가 됩니다.

일반 습도 센서 vs CI-BM 노점 트랜스미터

※ CI-BM 열의 수치는 창아이 CI-BM 제품페이지와 CI-BM 시리즈 한국어 사용설명서 v1.12 기준입니다. 좌측 열은 일반적인 %RH 센서의 특성을 정리한 것으로, 특정 제조사 제품을 지칭하지 않습니다.

📊 노점 온도 ↔ 수분 함량 환산 참고표 (1 atm)

※ 1 atm 기준, 0℃ 이하는 얼음면 포화수증기압(Sonntag 식)으로 자체 계산한 참고치입니다. 실제 공정 압력에서는 값이 달라지므로 압력 이슬점/대기 이슬점을 구분해 관리하십시오. 참고로 ISO 8573-1:2010 압축공기 습도 등급은 Class 1이 -70℃td, Class 2 -40℃td, Class 3 -20℃td, Class 4 +3℃td, Class 5 +7℃td, Class 6 +10℃td입니다.

CI-BM이 반드시 필요한 산업

1. 리튬 배터리 제조 — 드라이룸 공급 공기, 전극 건조로 열풍, 셀 조립 라인 질소의 노점 감시. 리튬은 물과 반응해 수산화리튬과 수소를 만듭니다.
2. 공기 분리(ASU)·산업가스 생산 — 정제 후 질소·산소·아르곤 제품 가스의 수분 규격 검사.
3. 석유화학·정유 — 공정 가스 습도 검사, 촉매 보호, 하이드레이트 생성 방지.
4. 야금·제련 — 환원성 분위기 가스의 수분 관리로 표면 산화·기공 결함 억제.
5. 식품 생산·포장 — 충전 질소와 접촉 공기의 수분 관리로 산패·고결 억제.
6. 전자·전력·기계 제조 — 계장용 공기, SMT 리플로우 질소, 건조 장비 공급 기체.
7. 압축공기 유틸리티 전반 — 드라이어 성능 검증과 ISO 8573-1 등급 유지 확인.

실제 사례 — 리튬과 물이 만나면 무슨 일이 벌어지는가

2024년 6월 24일, 경기 화성 아리셀 리튬 일차전지 공장 화재

2024년 6월 24일 오전 10시 31분, 경기도 화성시의 아리셀 리튬전지 제조공장 2층 작업장에서 전지가 연쇄 폭발하며 불이 났습니다. 창고에는 3만 5천 개가 넘는 전지가 보관돼 있었고, 불은 약 다섯 시간 만인 오후 3시 10분에 진화됐습니다. 이 사고로 23명이 숨지고 8명이 다쳤습니다. 소방 당국은 사망자 대부분이 화상이 아니라 독성 연기 흡입으로 사망했으며, 연기가 덮친 뒤 한두 번 호흡하는 사이 짧은 시간에 의식을 잃었을 것으로 설명했습니다. 2025년 9월 23일 수원지법은 아리셀 대표에게 중대재해처벌법 위반 등으로 징역 15년을 선고했습니다.
(출처: Reuters, 2024-06-24 · AP, 2024-06-25 · 연합뉴스, 2025-09-23)

이 공장이 만들던 제품은 리튬-염화티오닐(Li-SOCl₂) 일차전지였습니다. 미 항공우주국 제트추진연구소(JPL)가 1986년 발표한 「Safety Considerations of Lithium-Thionyl Chloride Cells」는 이 화학계의 안전 위험이 독성 물질의 경미한 배출부터 격렬한 폭발과 화재까지 걸쳐 있다고 기술했습니다. (출처: NASA NTRS, 1986)

같은 논리는 수소 산업에도 그대로 적용됩니다. 연료전지용 수소 품질 국제표준 ISO 14687은 수분(H₂O)을 주요 연료전지 오염물질 중 하나로 규정하고 있으며, 수소 순도는 99.97% 이상을 요구합니다. 수분은 전기분해 설비, 저장 탱크, 배관, 압축 시스템 어디에서든 잔류할 수 있습니다. (출처: 한국수소및신에너지학회지 「수소충전소 내 연료전지용 수소연료 품질 관리 및 표준화 동향」)

📌 제품 소개 — CI-BM 시리즈 노점 트랜스미터

📊 기술 사양

출처: 창아이 CI-BM 제품페이지 사양표 + 「CI-BM 시리즈 이슬점 센서 사용설명서」 v1.12 (2025-02-15).
※ 모델 코드 표기 차이 안내(중요): 제품페이지는 센서 방식별로 CI-BM02 / CI-BM02-1 / CI-BM07 / CI-BM07-2로 구분하고, 사용설명서 v1.12는 CI-BM02(기본형 −60℃td) / CI-BM03(표준형 −80℃td) / CI-BM04(확장형 −100℃td)로 표기합니다. 측정 범위 구성은 같으나 주문 코드 체계가 다르므로, 실제 납품 모델 코드는 반드시 알에스코리아(주)로 확인하시기 바랍니다.

왜 CI-BM이 정답인가

일반적인 노점 측정 구성은 세 가지 지점에서 무너집니다.

• 측정 지점이 부족합니다. 화면 달린 분석기는 비싸고 자리를 많이 차지해 한두 대만 놓게 되고, 결국 사용점의 실제 노점은 추정으로 남습니다.
• 결로 한 번에 무너집니다. 가열 기능이 없는 센서는 습한 기체가 스치는 순간 포화에 고착돼 며칠간 쓸모없는 값을 냅니다.
• 유지보수가 누적됩니다. 연 1회 교정 관행에 라인 수를 곱하면, 측정점을 늘릴수록 관리 비용이 선형으로 늘어납니다.

CI-BM은 이 셋을 각각 표시부 없는 소형 인라인 구조(라인마다 부착 가능), 자동 가열 보정(결로·오염 저항), 2년 이상 재교정 주기로 되받아칩니다. 여기에 4-20mA와 RS485를 동시에 내주니, 기존 DCS는 아날로그로 받고 상위 MES·스마트팩토리는 Modbus로 받아 같은 센서 한 대로 두 시스템을 동시에 먹입니다.

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🌡️ 현장 조건이 바뀌면, 최적 제품도 바뀝니다

같은 수분을 재더라도 온도·습도·압력·분진 조건이 달라지면 최적 모델이 달라집니다. 아래 표에서 현장 조건을 먼저 찾으십시오.

마치며

노점 관리에서 가장 비싼 실수는 잘못된 장비를 고르는 것이 아닙니다. 아예 재지 않는 것입니다. 드라이어 사양서에 적힌 −40℃td는 설계값일 뿐, 오늘 오전 3번 라인 사용점에 도착한 기체의 실제 노점이 아닙니다. CI-BM 시리즈는 표시부를 덜어낸 대신, 측정점을 늘릴 수 있게 만든 센서입니다.

당신의 현장은 아직도 드라이어 출구 한 곳의 숫자로 전체 라인의 수분을 짐작하고 있지 않나요?