2020년 4월 30일 목요일

광학 특성을 계산하기 위한 Spectrum 측정 범위

UV, Visible, Energy & Solar factor, 단열 특성 및 색도 계산을 위한 Spectrum


KS L 2514, ISO 9050, EN410 및 NFRC 규격에서 제시하는 방법으로 자외선, 가시광선, Color 및 단열 특성 값을 계산하기 위해서는 300 nm ~ 50 000 nm 범위의 스펙트럼이 필요하다.

태양 표면에서 방출하는 열 에너지의 파장범위는 지표면에 도달하는 태양 에너지를 기준으로 대략 280 nm ~ 2500 nm 영역이라 할 수 있으며, 상온인 약 30도 정도에서 방출되는 에너지의 파장대는 대략 10 000 nm 정도이다.

아무리 추운 겨울 밤 이라 할지라도 영하 수 100도 이하로 내려가는 것은 어려우므로 원적외선 영역인 50 000 nm 까지이면 일상 환경 하에서 발생하는 모든 열 특성을 계산할 수 있는 파장 영역을 포함한다 할 수 있다. 


광학특성을 계산하기 위한 측정파장 범위


위 범위의 스펙트럼을 측정하기 위해서는 두 가지 종류의 분광광도계 즉, UV-VIS-NIR 분광광도계와 FT-IR 분광광도계가 필요하다.


UV-VIS-NIR Spectrophotometer, PERKIN-ELMER, Lambda 1050



위 그래프는 UV-VIS-NIR 분광광도계를 이용하여 Low-E Glass를 측정한 투과, 반사 Spectrum(T%, Rf%, Rg%)으로 측정 범위는 300 nm ~ 2 500 nm 이다.


FT-IR Spectrophotometer, Thermo-Scientific, NICOLET 6700 



위 그래프는 FT-IR 분광광도계를 이용하여 Low-E Glass를 측정한 투과, 반사 Spectrum (T%, Rf%, Rg%)으로 측정 범위는 2 500 nm ~ 50 000 nm 이다.


따라서 UV-VIS-NIR 분광광도계를 이용하면 규격에서 요구하는 300 nm ~ 2 500 nm 영역의 spectrum을 측정할 수 있으며,  FT-IR 분광광도계를 이용하면 5 000 nm ~ 50 000 nm 영역의 spectrum을 측정할 수 있다.

저방사유리(Low-E) 유리에 대한 위 두 스펙트럼을 합하면 아래 그림과 같음을 알 수 있다.

Low-E Glass Spectrum ( 측정범위 : 300 nm ~ 50 000 nm)

Low-E 유리의 경우 코팅면에서 반사율 값이 NIR영역인 800 nm 이후부터 50 000 nm 까지 거의 모든 파장의 빛을 반사하는 것을 알 수 있으며, 투과율인 경우에는 가시광선 영역 (380 nm ~ 780 nm) 영역을 제외하고 거의 모든 파장의 빛이 투과하지 않는다는 것을 확인할 수 있다.

코팅을 하지 않은 일반유리인 경우 투과 반사 스펙트럼은 다음과 같다.

Clear Glass Spectrum (측정범위 : 300 nm ~ 50 000 nm)

위 그림에서 알 수 있듯이 코팅을 하지 않은 일반 원판유리는 유리의 색에 따라 투과율이 달라질 수 있으나 일반적으로 자외선 (300 nm~380 nm), 가시광선(380 nm~780 nm), 근적외선 (780 nm~ 4000 nm) 영역을 제외하고는 투과하지 않는 특성이 있는 것을 알 수 있다.




광학 특성 계산 프로그램

유리의 광학 특성 계산 프로그램 GlasPRO_Ver2024.0403 프로그램 : GlasPRO Version : 2024.0403 설치 및 사용법 : 링크된 "GlasPRO_Ver2024.0403"를 DownLoad 후 압축 해제하...