적용분야

유리 열선 디프로스터는 차량에서 매우 중요한 기능으로, 특히 추운 기후 환경에서 얼음을 제거해 운전자의 시야를 확보하고 안전성을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

제조 공정은 특수 적층 유리로 제작된 차량 유리 판넬을 생산하는 것에서 시작됩니다. 이 유리에는 전기 전도성 소재로 만들어진 매우 얇고 거의 눈에 띄지 않는 열선이 내장됩니다. 이 열선들은 균일한 열 분포와 효율적인 가열 성능을 보장하기 위해 유리 내부에 전략적으로 배치됩니다. 후면 유리의 열 전달 장치로 작동하는 디프로스터는, 접착제를 사용해 유리 표면에 부착된 금속과 수지로 구성된 격자 구조에 전류를 흘려보내는 방식으로 작동합니다.

디프로스터는 전류의 흐름에 저항하면서 전기에너지를 열에너지로 변환해 유리 판을 가열합니다. 열선은 일반적으로 매우 얇고 섬세하기 때문에 단선이 발생하기 쉬워, 디프로스터 관련 문제는 비교적 자주 발생합니다.

자동차 제조사는 차량이 최종 출고되기 전에 연결부, 설치된 케이블 및 열선이 정상적으로 작동하고 결함이 없는지를 빠르고 정확하게 확인할 수 있는 효율적인 온도 측정 솔루션을 필요로 하고 있습니다.

기존에는 기술자가 직접 손으로 확인하는 방식으로 해당 검사가 수행되었으며, 열선을 가열하는 데만 10~15분이 소요되었습니다. 이에 따라 제조사는 이 검사 공정을 최대한 자동화하고, 검사 시간을 획기적으로 단축하는 것을 목표로 하고 있습니다.

본 애플리케이션을 위한 해결책으로 Optris의 PI 640i 열화상 카메라가 적용되었습니다. 이 컴팩트한 VGA 해상도(640 × 480 픽셀)의 카메라는 40 mK의 뛰어난 열 감도를 갖추고 있어, 매우 미세한 온도 차이까지도 정밀하게 감지하고 평가할 수 있습니다.

PI 640i는 시스템 내에서 측정 대상과의 거리와 관계없이 설치할 수 있으며, 필요한 신호를 다양한 위치의 주변 장치로 전달할 수 있어 작업자가 동시에 다른 공정에 집중할 수 있도록 지원합니다.

최종 검사 단계에서는 먼저 열선 스트립의 전기적 연결 상태를 확인하기 위해 규정된 전압을 인가하고 전류 흐름을 측정하여, 모든 배선이 단선 없이 정상적으로 작동하는지 점검합니다. 그 다음, 실제 사용 환경을 모사한 조건에서 디프로스터를 시험하여 실사용 상황에서의 성능을 확인합니다. 이 과정에서는 유리에 의도적으로 김을 발생시킨 뒤 열선을 작동시켜, 시야가 얼마나 빠르고 균일하게 회복되는지를 관찰합니다. 또한 유리 디프로스터의 내구성을 평가하기 위해 반복적으로 전원을 켜고 끄는 시험을 수행하여, 다수의 작동 사이클 이후에도 신뢰성 있게 동작하는지를 검증합니다.

PI 640i 적외선 카메라는 모든 열 변화를 실시간으로 기록하며, 전체 공정을 손쉽게 모니터링합니다. 가열된 유리 표면의 온도가 특정 기준값(예: 35°C)을 초과하거나 미만으로 떨어질 경우, 카메라는 아날로그 신호를 알람 LED로 전송하여 자동차 생산 설비의 인증(검사) 스테이션에 있는 담당자가 즉시 확인할 수 있도록 합니다.

또한 Optris 시스템을 통해 후속 조치(예: 공정 자동 정지)를 연동함으로써 공정을 완전 자동화할 수 있습니다. 이러한 자동화는 공정 흐름을 방해하지 않으면서 생산 시간을 단축하는 데 기여합니다.

Optris 적외선 장비를 도입함으로써 고객이 얻는 이점은 명확합니다. 측정 공정 시간이 기존 최대 15분에서 약 30초로 대폭 단축되어, 작업자가 다른 업무에 집중할 수 있는 여유가 생겼습니다. 이러한 시간 절감과 효율성 향상은 큰 장점으로 작용하며, 절감된 비용만으로도 PI 640i 도입의 타당성이 충분히 입증됩니다.

PI 640i는 다양한 온도 기반 생산 공정에서 뛰어난 장점을 제공합니다. 높은 열 감도 덕분에 좌석 온도의 미세한 변화도 빠르게 감지할 수 있어 생산 라인에서의 시간 절감 효과를 더욱 높여줍니다. 또한 32Hz의 프레임 속도로 방사계 영상(radiometric video)을 기록할 수 있으며, 서브프레임 모드에서는 최대 125Hz까지 지원해 급격한 온도 변화와 동적인 공정을 정밀하게 모니터링하고 분석할 수 있습니다.

이 카메라는 15°, 33°, 60°, 90° 등 다양한 시야각을 지원하는 교체형 렌즈를 갖추고 있어, 최적의 초점과 시야각을 선택함으로써 다양한 프린터 크기와 애플리케이션에 유연하게 대응할 수 있습니다.

PI 640i는 산업 환경에 적합하도록 견고하게 설계되었으며, 방진·방수 성능을 갖춘 IP67 등급으로 먼지와 물로부터 보호됩니다. 또한 0 °C에서 50 °C까지의 온도 범위에서 안정적으로 작동하며, 내구성을 더욱 강화할 수 있는 전용 액세서리도 제공됩니다. 이를 통해 까다로운 환경 조건에서도 높은 신뢰성과 긴 수명을 보장합니다.

다양한 인터페이스와 종합적인 소프트웨어 패키지를 통해 기존 시스템과의 통합이 용이합니다. 카메라는 USB 2.0을 통해 연결할 수 있으며, 선택 사양으로 기가비트 이더넷(PoE) 인터페이스를 통한 연결도 가능합니다. 함께 제공되는 Optris PIX Connect 소프트웨어 패키지를 사용하면 카메라 설정과 원격 모니터링을 간편하게 수행할 수 있습니다.

또한 이 카메라는 아날로그 및 디지털 입출력은 물론, 알람 및 페일세이프 기능을 위한 릴레이를 포함한 다양한 산업용 프로세스 인터페이스를 제공합니다.