hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
마스터배치
마스터배치(masterbatch)는 나뭇진 또는 왁스와 같은 캐리어 매트릭스에 안료 및 첨가제를 혼합 및 압출하여 농축시킨 혼합물로, 최종 플라스틱 제품에 이러한 혼합 첨가제를 추가하는 데 사용된다. 첨가제는 착색("컬러 마스터배치") 또는 다른 특성 부여("첨가제 마스터배치")를 위해 사용될 수 있다. 마스터배치를 사용하는 일반적인 대안은 희석되지 않은 원료 첨가제로 플라스틱을 컴파운딩하는 것이다.
마스터배치 마스터배치로 플라스틱 제조
마스터배치 제조의 일반적인 과정은 먼저 필요한 안료 및 첨가제를 식별하고 계량한 다음, 안료 또는 첨가제를 캐리어 레진 또는 폴리머와 혼합하는 것을 포함한다. 마지막으로, 농축된 혼합물은 압출, 냉각되어 과립, 분말 또는 기타 마스터배치 운반체 형태로 만들어지고 최종 제품은 봉투에 담긴다.
마스터배치의 캐리어 재료는 왁스 (범용 캐리어) 또는 사용되는 천연 폴리머와 동일하거나 호환되는 특정 폴리머 (폴리머 특정 캐리어)를 기반으로 할 수 있다. EVA 또는 LDPE와 같은 폴리머는 폴리올레핀 및 나일론의 캐리어로 사용될 수 있으며, 폴리스타이렌은 ABS 수지, SAN, 때로는 폴리카보네이트에 사용될 수 있다. 기본 플라스틱 이외의 캐리어가 사용될 때, 이 캐리어 재료는 결과 플라스틱의 특성을 변경할 수 있다. 마스터배치 대 기본 폴리머의 일반적인 비율은 1–5%이다. 여러 마스터배치 (색상 및 다양한 첨가제)를 함께 사용할 수 있다.
마스터배치 마스터배치로 플라스틱 제조
가공 기계는 일반적으로 호스트 폴리머와 마스터배치의 미리 혼합된 과립으로 공급되며, 최종 혼합은 가공기의 스크류 및 압출 부분에서 이루어진다. 과립 가공은 때때로 호퍼에서 마스터배치와 기본 재료의 분리_와 같은_ 부작용을 일으킬 수 있다. 대안으로, 마스터배치는 자유롭게 흐르는 고체로 기계의 스크류에 직접 추가되거나, 마스터배치가 액체인 경우 연동 펌프를 통해 추가될 수 있다. 이러한 액체 마스터배치의 사용은 매우 정확한 투여량과 기계 작동 간의 빠른 색상 변경을 가능하게 한다.
마스터배치는 목표 조성에 비해 고농축되어 "희석률"이 높다. 예를 들어, 25 kg의 마스터배치는 1톤의 기본 폴리머를 혼합하는 데 사용될 수 있다.
원료 첨가제와 비교할 때 마스터배치의 희석적인 특성은 소량의 고가 첨가제를 투여하는 데 더 높은 정확성을 가능하게 한다. 과립형 고체 마스터배치의 사용은 미세한 고체 첨가제 사용에 일반적으로 내재된 먼지 문제를 줄인다. 고체 마스터배치는 시간이 지남에 따라 증발하는 용매 내 용액보다 보관 수명이 길다. 마스터배치는 일반적으로 첨가제의 40–65%를 포함하지만, 극단적인 경우 15–80%까지 넓은 범위를 가질 수 있다.
마스터배치 플라스틱 제조에 마스터배치 사용
마스터배치의 첨가제는 최종 플라스틱 제품에 원하는 물리적 특성 변화를 부여하기 위해 선택된다. 이들은 열전도율 및 주어진 온도에서의 부피 팽창으로 인해 부피 생산량을 증가시킬 수 있으며, 최종 제품의 인성, 굽힘 강성, 접착력 및 인쇄 가능성을 잠재적으로 증가시킬 수 있다. 마스터배치의 첨가제는 플라스틱 제품의 영구 전기 전도도를 변경하여 정전기로 인한 문제를 방지하거나, 비열 용량을 변경하여 기계 작동에 사용되는 에너지를 줄여 재료 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있다.
출력 제품의 요구 사항에 따라 제조업체는 기본 플라스틱과 첨가제를 특정량으로 혼합한다. 이러한 원료는 주조, 압축 및 가압 공정을 통해 혼합되어 마스터배치를 생성하며, 이는 입력 재료로 직접 사용되거나 다른 재료와 결합하여 다양한 성형 방법으로 플라스틱 제품을 만드는 데 사용될 수 있다.
마스터배치 마스터배치의 응용 분야
첨가제 마스터배치는 기본 플라스틱의 다양한 특성을 변경한다.
마스터배치는 다음 분야에서 사용된다:
웜 드라이브
웜 드라이브(worm drive), 웜 구동은 웜(스크루 스레드 형태의 기어)이 웜 휠(스퍼 기어와 유사한 형태)과 맞물리는 기어 배열이다. 주된 목적은 두 수직 축의 운동을 전달하거나 회전 운동을 선형 운동으로 전달하는 것이다(예: 밴드형 호스 클램프). 두 기계요소는 웜 스크루와 웜 기어라고도 불린다. 웜 기어라는 용어가 웜, 웜 휠, 또는 웜 드라이브 전체를 지칭하는 데 부정확하게 사용되어 용어 혼동이 잦다.
웜 드라이브 또는 "무한 스크루"는 타렌툼의 아르키타스, 페르게의 아폴로니오스, 또는 아르키메데스 중 한 명이 발명했는데, 마지막 인물이 가장 유력한 저자이다. 웜 드라이브는 나중에 인도 아대륙에서 13세기 또는 14세기 델리 술탄국 시대에 롤러 조면기에 사용되었다.
웜 드라이브 설명
웜과 웜 휠을 사용하여 설계된 기어박스는 일반 스퍼 기어로 만든 것보다 상당히 작으며, 구동축이 서로 90°를 이룬다.
단일 시작 웜의 경우 웜이 360° 회전할 때마다 웜 휠은 한 개의 톱니만큼만 전진한다. 따라서 웜의 크기와 관계없이(합리적인 공학적 한계를 고려하더라도) 기어비는 "웜 휠의 크기 - 1"이 된다.
단일 시작 웜을 가정하면 20개의 톱니가 있는 웜 휠은 속도를 20:1의 비율로 줄인다. 스퍼 기어의 경우 동일한 20:1 비율을 달성하려면 12개의 톱니가 있는 기어가 240개의 톱니가 있는 기어와 맞물려야 한다. 따라서 각 기어의 직경 피치(DP)가 동일하다면, 240개의 톱니 기어의 물리적 크기에 비해 20개의 톱니 기어의 웜 배열은 부피가 상당히 작다.
웜 드라이브 종류
전체 드라이브(웜과 휠 모두)는 다음과 같이 분류될 수 있다.
목이 파이지 않은 웜 드라이브
웜이나 웜 휠의 원주를 따라 가공된 목이나 홈이 없다.
단일 목 웜 드라이브
웜 휠만 목이 파여 있다.
이중 목 웜 드라이브
두 기어 모두 목이 파여 있다. 이 유형의 기어링은 가장 높은 하중을 지지할 수 있다.
이러한 분류는 웜 자체를 나타낸다.
엔벨로핑 웜 (모래시계 웜)
웜은 하나 이상의 톱니를 가지며, 중앙 부분에서 양쪽 끝으로 갈수록 지름이 증가한다.:3
이중 엔벨로핑 웜
웜의 기어링은 완전히 엔벨로핑된 웜 휠과 맞물린 엔벨로핑 웜으로 구성된다. 이는 글로보이드 웜 기어링이라고도 알려져 있다.:4
웜 드라이브 전달 방향
일반 기어 트레인과 달리, 큰 감속비를 사용할 때 전달 방향(입력축 대 출력축)은 가역적이지 않다. 이는 웜과 웜 휠 사이의 마찰이 더 크기 때문이며, 특히 단일 시작(한 줄 나선) 웜이 사용될 때 두드러진다. 이는 출력이 입력을 구동할 가능성을 제거하고자 할 때 장점이 될 수 있다. 다중 시작 웜(여러 줄 나선)을 사용하면 비율이 그에 따라 줄어들고, 웜 휠이 웜을 구동할 수 있으므로 웜과 웜 휠의 제동 효과를 무시해야 할 수도 있다.
휠이 웜을 구동할 수 없는 웜 드라이브 구성은 자가 잠금이라고 불린다. 웜 드라이브가 자가 잠금인지 여부는 리드 각도, 압력 각도 및 마찰 계수에 따라 달라진다.
웜 드라이브 역사
웜 드라이브의 발명은 제1차 포에니 전쟁 중 아르키메데스에게 귀속된다고 일부는 주장한다. 당시 건조되는 선박의 크기가 훨씬 더 큰 크레인을 필요로 했기 때문이다.:7 이 목적으로 개발된 크레인은 웜 드라이브와 여러 확대 기어를 사용했으며 바룰콘(barulkon)이라고 명명되었다. 이 크레인에 대한 설명은 알렉산드리아 도서관에 기록되었으며, 이후의 엔지니어들은 레오나르도 다 빈치가 웜 드라이브의 첫 번째 기술 도면을 개발할 때까지 아르키메데스의 아이디어를 활용했다. 이 디자인은 15세기경 금속 기어가 발명되지 않았기 때문에 한계가 있었고, 그의 생애 동안 제작되지 않았다.
웜 드라이브가 발명된 이래로 큰 기어비를 사용할 때 가장 효과적이라는 사실이 인지되었다. 1900년대까지 이러한 목적으로 계속 사용되었지만, 전기 모터 초기 개발에서는 드라이브가 고속에서 과열되어 응용 분야가 제한적이었다.:10 웜 드라이브의 현대적 응용은 밀폐형 기어 하우징을 통한 보다 효과적인 윤활 방법이 도입된 직후에 시작되었다.:11
웜 드라이브 응용
파워 스티어링이 도입되기 전인 20세기 초 자동차에서는 앞바퀴 중 하나가 펑크 나거나 터지면 스티어링 메커니즘이 펑크 난 타이어 쪽으로 당겨지는 경향이 있었다. 웜 드라이브를 사용하면 이러한 효과가 줄어들었다. 추가적인 웜 드라이브 개발은 마찰력을 줄이기 위한 볼 베어링으로 이어졌는데, 이는 스티어링 힘의 일부를 휠에 전달했다. 이는 차량 제어에 도움이 되고, 정밀한 스티어링에 어려움을 줄 수 있는 마모를 줄인다.
웜 드라이브는 속도를 크게 줄이고 토크를 증가시키는 데 있어 소형의 수단이다. 소형 전동기는 일반적으로 고속 저토크이므로, 웜 드라이브를 추가하면 웜 드라이브의 소형화를 고려할 때 적합한 응용 분야의 범위가 늘어난다.
웜 드라이브는 프레스기, 압연, 컨베이어 공학, 광업 기계, 방향키, 원형 톱에 사용된다. 또한, 밀링 헤드와 로터리 테이블은 조절 가능한 백래시가 있는 고정밀 이중 웜 드라이브를 사용하여 위치가 지정된다. 웜 드라이브는 소형 크기와 비가역성 때문에 많은 리프트/엘리베이터 및 에스컬레이터 구동 응용 분야에 사용된다.
웜 드라이브 응용
돛단배 시대에는 방향키를 제어하기 위한 웜 드라이브의 도입이 중요한 진보였다. 도입 전에는 로프 드럼 드라이브가 방향키를 제어했다. 거친 바다는 방향키에 상당한 힘을 가할 수 있었고, 종종 선박을 조종하기 위해 여러 명의 선원이 필요했다. 일부 드라이브는 최대 4명의 선원이 방향키를 조작할 수 있도록 두 개의 큰 지름 바퀴를 가지고 있었다.
웜 드라이브는 몇몇 자동차 후방 차축 최종 구동 장치(차동 기어 자체는 아님)에 사용되었다. 이는 웜이 차동 크라운 휠의 맨 위나 맨 아래에 위치한다는 장점을 활용했다. 1910년대에는 트럭에서 흔했으며, 진흙탕 길에서 최대한의 간극을 확보하기 위해 웜이 위쪽에 배치되었다. 1920년대에는 스터츠 자동차 회사가 자사 자동차에 이를 사용했으며, 경쟁사보다 낮은 바닥을 위해 웜이 아래쪽에 위치했다. 1960년경의 예로는 푸조 404가 있었다. 웜 드라이브는 차량을 후진으로부터 보호한다. 이러한 능력은 필요한 것보다 높은 감속비로 인해 대개 인기를 잃었다.
웜 드라이브 응용
이에 대한 최근의 예외는 토르센 차동 기어인데, 이는 기존 오픈 디퍼렌셜의 베벨 기어 대신 웜 휠과 유성 웜을 사용한다. 토르센 디퍼렌셜은 험비와 일부 상업용 허머 차량에 가장 두드러지게 사용되며, 아우디의 콰트로 (4륜구동)와 같은 일부 4륜구동 시스템의 중앙 디퍼렌셜로 사용된다. 골재를 운반하는 데 사용되는 것과 같은 매우 무거운 트럭은 강도를 위해 종종 웜 드라이브 디퍼렌셜을 사용한다. 웜 드라이브는 하이포이드 기어만큼 효율적이지 않으며, 이러한 트럭은 생성된 열을 흡수하고 방출하기 위해 항상 매우 큰 디퍼렌셜 하우징과 그에 상응하는 많은 양의 기어오일을 가지고 있다.
웜 드라이브는 기타, 콘트라베이스, 만돌린, 부주키, 그리고 많은 밴조(대부분의 고급 밴조는 유성 기어 또는 마찰 페그를 사용하지만)를 포함한 많은 악기의 튜닝 메커니즘으로 사용된다. 웜 드라이브 튜닝 장치를 머신 헤드라고 부른다.
웜 드라이브 응용
플라스틱 웜 드라이브는 종종 작은 배터리 구동식 전동기에 사용되어 모터의 각속도(분당 회전수)보다 낮은 출력을 제공한다. 모터는 비교적 빠른 속도에서 가장 잘 작동하며, 금속 기어 드라이브보다 조용하다. 이 모터-웜 드라이브 시스템은 장난감 및 기타 소형 전기 장치에 자주 사용된다.
웜 드라이브는 줄리(Jubilee)형 호스 클램프 또는 줄리 클립에 사용된다. 조임 나사의 웜 나사산이 클램프 밴드의 슬롯과 맞물린다.
때때로 웜 드라이브는 역방향으로 작동하도록 설계되어 웜 샤프트가 입력보다 훨씬 빠르게 회전한다. 이러한 예는 일부 수동 원심분리기, 대장장이 용광로 송풍기, 또는 음악상자의 바람 조속기에서 볼 수 있다.
웜 드라이브 왼손 및 오른손 웜
오른손 헬리컬 기어 또는 오른손 웜은 축을 따라 바라보는 관찰자로부터 멀어질수록 톱니가 시계 방향으로 꼬이는 것이다. 오른손 및 왼손 명칭은 나사산(외부 및 내부 모두)에 대한 오래된 관행과 동일하다. 평행 축에서 작동하는 두 개의 외부 헬리컬 기어는 반대 방향이어야 한다. 내부 헬리컬 기어와 피니언은 같은 방향이어야 한다.
왼손 헬리컬 기어 또는 왼손 웜은 축을 따라 바라보는 관찰자로부터 멀어질수록 톱니가 반시계 방향으로 꼬이는 것이다.:72
웜 드라이브 제조
웜 휠은 먼저 톱니를 대략적으로 가공하기 위해 개싱한 다음, 종종 .5 밀리미터 (0.020 in) 이내로 기어의 최종 형상에 가깝게 정밀 가공한다. 개싱이 충분히 정확하게 이루어지면 호브 절삭 공정을 위한 특수 도구가 필요하지 않다. 몇 번의 개싱 작업을 거친 후 최종 형상으로 호브 절삭된다.
방청제
방청제(corrosion inhibitor) 또는 부식 방지제(anti-corrosive)는 액체나 기체에 첨가되어 해당 유체와 접촉하는 금속의 부식 속도를 늦추는 화합물이다. 방청제의 효과는 유체 조성과 유체동역학에 따라 달라진다. 방청제는 산업에서 흔히 사용되며, 시중 제품에서도 발견되는데, 일반적으로 윤활유와 때로는 침투성 오일과 함께 스프레이 형태로 제공된다. 파이프에서 납이나 구리가 용출되는 것을 막기 위해 물에 첨가될 수 있다.
부식을 억제하는 일반적인 메커니즘은 종종 부동태 층과 같은 코팅을 형성하여 부식성 물질이 금속에 접근하는 것을 막는 것이다. 크롬 도금과 같은 영구적인 처리는 일반적으로 억제제로 간주되지 않는다. 부식 억제제는 금속 또는 관련 물체를 둘러싼 유체에 첨가되는 물질이다.
방청제 유형
부식 억제제의 종류는 (i) 보호되는 재료(가장 흔하게 금속 물체)와 (ii) 중화되어야 하는 부식제에 따라 달라진다. 부식제는 일반적으로 산소, 황화 수소 및 이산화 탄소이다. 산소는 일반적으로 아민 및 하이드라진과 같은 환원 억제제에 의해 제거된다.
O2 + N2H4  →  2 H2O + N2
이 예에서 하이드라진은 일반적인 부식제인 산소를 일반적으로 무해한 물로 전환시킨다. 산소 부식의 관련 억제제로는 헥사민, 페닐렌디아민, 다이메틸에탄올아민 및 그 유도체가 있다. 아황산염 및 아스코르브산과 같은 항산화 물질이 때때로 사용된다. 일부 부식 억제제는 화학흡착에 의해 표면에 부동태 코팅을 형성한다. 벤조트리아졸은 구리를 보호하는 데 사용되는 그러한 물질 중 하나이다. 윤활을 위해 아연 다이티오포스페이트가 흔히 사용되는데, 이들은 표면에 황화물을 침전시킨다.
어떤 화학 물질이 특정 작업에 적합한지는 작동 온도를 포함한 여러 요인에 따라 달라진다.
방청제 응용
부식 억제제는 일반적으로 다음 용도로 첨가된다.
수돗물 파이프의 부식은 pH, 완충 용량, 경도와 같은 여러 요인의 영향을 받을 수 있다. 제어 방법에는 pH 직접 조절, 인산염 첨가, 대체 부식 억제제로서 규산염 첨가, 또는 완충을 위한 중탄산염 첨가 등이 있다.
정수 처리 시스템에서 수돗물에 오르토인산염을 첨가하여 수도관에서 납과 구리가 용출되는 것을 방지하고 수돗물 내 이온 함량을 더 안전하고 법적 수준으로 줄일 수 있다. 폴리인산염은 변색을 유발하는 철과 망간을 제어하는 데 사용할 수 있지만, 납과 구리는 제어하지 못한다. 수처리 산업에서는 두 가지 문제를 모두 해결하기 위해 일반적으로 혼합 인산염 제형을 사용한다. 인산염은 용출된 이온을 금속 배관을 물로부터 분리하는 스케일 층으로 변환시킨다.
인산염 계열 억제제는 하류에 부영양화 문제를 일으키거나, 덮개 없는 처리수 저장고에서 직접적인 조류 성장을 촉진할 수 있다. 그 결과, 지역 수돗물 시스템은 대체 방법을 선택할 수 있다.
방청제 응용
납 및 구리 배관 시스템이 널리 퍼져 있는 지역에서는 억제제 및 모니터링 기술을 사용한 부식 제어가 수질 안전의 핵심이다. 염화물-황산염 질량비(CSMR)와 같은 수치는 갈바닉 부식 (즉, 납-철 전환과 같은 이종 파이프/납땜 연결)의 위험을 추정하는 데 사용될 수 있다. 2014년 플린트 수질 위기는 수원 변경과 부식 제어 부족이 복합적으로 작용하여 발생했다. 새로운 고CSMR 물은 파이프 자체에서 납과 철을 용해시켰을 뿐만 아니라 파이프 내 기존 납 함유 녹슨 스케일 층을 파괴하여 수돗물 공급망으로 유입되게 했다.
촐라 제국의 동남아시아 원정
촐라 제국의 동남아시아 원정은 1025년부터 1068년까지 촐라 제국의 라젠드라 1세가 스리위자야를 복종시키기 위해 일으킨 원정이다. 1044년 라젠드라 1세가 사망한 이후 라젠드라 1세의 두 아들인 라젠드라 2세와 비라라젠드라가 동남아시아 원정을 이어갔고, 이 전쟁으로 촐라 제국은 동남아시아 서부에 많은 영토를 확보하였다.
 촐라 제국이 정복한 말레이반도와 인도네시아 서부, 그리고 세부섬을 비롯한 동남아시아 일부 지역은 15세기 이슬람 문화가 동남아시아에 확산되기 이전까지 인도 문화권에 속하게 되었다. 촐라 제국의 동남아시아 경영은 쿨로퉁가 1세까지 이어졌다.
촐라 제국의 동남아시아 원정
11세기 원정 이후 크메르 제국과 시암, 촐라 제국이 말레이반도 국가들에 대한 주도권을 두고 다툼을 벌이고, 12세기 중반부터 촐라 제국이 북인도를 둘러싸고 동찰루키아 왕조와 전쟁을 벌이면서 촐라 제국은 동남아시아를 포기해야 했다. 힌두교 국가였던 마자파힛 제국이 13세기 촐라 제국 멸망 이후 14세기 인도네시아와 말레이시아 일대를 다시 통합했고, 힌두 문화를 대신해 이슬람이 동남아시아에 있는 옛 촐라 제국 영토에서 흥기하였다. 1400년 수립된 믈라카 술탄국은 촐라 제국의 속방이었던 스리위자야의 계승국임을 자처했다.
고로 슬래그
고로 슬래그, 고로재, 고로광재, 고로 시멘트, 고로 수쇄(ground granulated blast-furnace slag, GGBS 또는 GGBFS)는 용광로에서 용융된 철 슬래그(철강 생산의 부산물)를 물 또는 증기로 담금질하여 유리질의 과립형 제품을 생산한 다음, 건조하여 미세한 분말로 분쇄하여 얻는다. 고로 슬래그 미분말은 물과 접촉 후 규산 칼슘 수화물(C-S-H)을 형성하는 잠재적 수경성 결합재이다. 이것은 콘크리트의 내구성을 향상시키는 강도 증진 화합물이다. 이는 야금 시멘트(유럽 표준 EN 197의 CEM III)의 구성 요소이다. 주요 장점은 수화열을 천천히 방출하여 시멘트 응결 및 콘크리트 양생 중 또는 더운 여름철 콘크리트 타설 중 대량의 콘크리트 구성 요소 및 구조물의 온도 상승을 제한할 수 있다는 것이다.
고로 슬래그 생산 및 구성
슬래그의 화학적 조성은 철 생산 공정의 원료 조성에 따라 상당히 달라진다. 광석과 코크스의 규산염 및 알루민산염 불순물은 용광로에서 슬래그의 점성도를 낮추는 융제와 결합된다. 선철 생산의 경우, 융제는 주로 석회암과 포스터라이트 또는 일부 경우 백운암의 혼합물로 구성된다. 용광로에서 슬래그는 철 위에 떠서 분리를 위해 따라낸다. 슬래그 용융물을 천천히 냉각시키면 Ca-Al-Mg 규산염의 집합체로 구성된 비활성 결정질 재료가 생성된다. 양호한 슬래그 반응성 또는 수경성을 얻으려면 메르비나이트와 멜릴라이트의 결정화를 방지하기 위해 슬래그 용융물을 800 °C 이하로 급속하게 냉각하거나 담금질해야 한다. 슬래그를 냉각하고 파쇄하기 위해, 용융 슬래그를 가압된 물 또는 공기 제트 스트림에 노출시키는 과립화 공정이 적용될 수 있다. 또는 펠릿화 공정에서 액체 슬래그는 물로 부분적으로 냉각된 후 회전 드럼에 의해 공중으로 분사된다. 적절한 반응성을 얻기 위해 얻은 파편은 포틀랜드 시멘트와 동일한 미세도를 달성하도록 분쇄된다.
고로 슬래그 생산 및 구성
고로 슬래그의 주요 성분은 CaO (30–50%), SiO2 (28–38%), Al2O3 (8–24%), MnO, MgO (1–18%)이다. 일반적으로 슬래그의 CaO 함량이 증가하면 슬래그의 염기도가 증가하고 압축강도가 증가한다. MgO와 Al2O3 함량은 각각 10–12%와 14%까지 동일한 경향을 보이며, 그 이상으로는 더 이상 개선되지 않는다. 여러 조성비 또는 소위 수경 지수는 슬래그 조성과 수경성 활성을 상관시키는 데 사용되었으며, 후자는 주로 결합제 압축강도로 표현된다.
포틀랜드 시멘트와 혼합하기에 적합한 슬래그의 유리 함량은 일반적으로 90에서 100% 사이로 다양하며 냉각 방법과 냉각이 시작되는 온도에 따라 달라진다. 담금질된 유리의 유리 구조는 Si 및 Al과 같은 망 형성 요소와 Ca, Mg 및 덜한 정도로 Al과 같은 망 변형 요소의 비율에 크게 의존한다. 망 변형 요소의 양이 증가하면 망 탈중합도와 반응성이 높아진다.
고로 슬래그의 일반적인 결정질 성분은 메르비나이트와 멜릴라이트이다. 점진적인 결정화 동안 형성될 수 있는 다른 미량 성분으로는 벨라이트, 몬티셀라이트, 랭키나이트, 규회석 및 포스터라이트가 있다. 환원된 황의 미량은 일반적으로 올드하마이트로 발견된다.
고로 슬래그 적용
GGBS는 일반 포틀랜드 시멘트 및 기타 포졸란 재료와 결합하여 내구성이 강한 콘크리트 구조물을 만드는 데 사용된다. GGBS는 유럽에서 널리 사용되었으며, 특히 미국과 아시아(특히 일본과 싱가포르)에서 콘크리트 내구성의 우수성으로 인해 건물 수명을 연장하는 데 점점 더 많이 사용되고 있다.
GGBS의 두 가지 주요 용도는 품질이 향상된 슬래그 시멘트, 즉 포틀랜드 고로 시멘트(PBFC) 및 고슬래그 고로 시멘트(HSBFC) 생산에 있으며, GGBS 함량은 일반적으로 30~70%이다. 그리고 레미콘 또는 현장 혼합된 내구성 콘크리트 생산에 사용된다.
고로 슬래그 적용
GGBS 시멘트로 만든 콘크리트는 시멘트질 재료의 GGBS 양에 따라 일반 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트보다 더 느리게 굳지만, 생산 조건에서 더 오랜 기간 동안 강도를 계속 얻는다. 이는 낮은 수화열과 낮은 온도 상승을 초래하고 콜드 조인트를 피하기 쉽게 만들지만, 빠른 경화가 필요한 건설 일정에 영향을 미칠 수도 있다.
GGBS를 사용하면 알칼리 골재 반응(ASR)으로 인한 손상 위험을 크게 줄이고, 염화 이온 침투에 대한 저항성을 높여 철근 부식 위험을 줄이며, 황산염 및 기타 화학 물질의 공격에 대한 저항성을 높인다.
고로 슬래그 GGBS 시멘트 사용
GGBS 시멘트는 콘크리트 제조업체의 배치 플랜트에서 포틀랜드 시멘트, 골재 및 물과 함께 콘크리트에 추가될 수 있다. 혼합물에서 골재와 물 대 시멘트질 재료의 일반적인 비율은 변하지 않는다. GGBS는 포틀랜드 시멘트의 직접적인 대체품으로, 중량 기준으로 1:1로 사용된다. GGBS의 대체 수준은 30%에서 최대 85%까지 다양하다. 일반적으로 대부분의 경우 40%에서 50%가 사용된다.
유럽에서 콘크리트에 포틀랜드 시멘트 외에 GGBS를 사용하는 것은 콘크리트 표준 EN 206:2013에 명시되어 있다. 이 표준은 일반 포틀랜드 시멘트와 함께 콘크리트에 추가되는 두 가지 범주의 첨가물(거의 비활성 첨가물(유형 I) 및 포졸란 또는 잠재적 수경성 첨가물(유형 II))을 설정한다. GGBS 시멘트는 후자 범주에 속한다. GGBS 시멘트가 포틀랜드 시멘트보다 약간 저렴하므로 GGBS 시멘트로 만든 콘크리트는 일반 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트와 비슷한 가격이 책정될 것이다.
혼합 비율에 따라 부분적으로 사용된다.
고로 슬래그 건축 및 공학적 이점
GGBS 시멘트는 황산염 공격과 염화물 공격 모두에 대한 보호를 제공하기 위해 콘크리트에 일상적으로 지정된다. GGBS는 우수한 성능과 SRPC에 비해 훨씬 저렴한 비용으로 인해 황산염 저항성을 위한 황산염 저항성 포틀랜드 시멘트(SRPC)를 시장에서 효과적으로 대체했다. 더블린 독랜드의 대부분 프로젝트는 스펜서 독을 포함하여 황산염 저항성을 위해 지하 콘크리트에 GGBS를 사용하고 있다.
벌크 전기 저항은 콘크리트 샘플의 저항을 측정할 수 있는 테스트 방법이다. (ASTM 1876–19) 더 높은 전기 저항은 더 높은 이온 전달 저항과 따라서 더 높은 내구성을 나타낼 수 있다. 콘크리트에 GGBS를 최대 50%까지 대체함으로써 연구자들은 일부 내구성 특성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여주었다.
고로 슬래그 건축 및 공학적 이점
염화물 공격에 대한 보호를 위해 GGBS는 콘크리트에서 50% 대체 수준으로 사용된다. 염화물 공격 사례는 해양 환경의 철근 콘크리트와 콘크리트가 제설염의 튀김에 노출되는 도로교에서 발생한다. 아일랜드의 대부분의 NRA 프로젝트에서 GGBS는 이제 염화물 공격에 대한 보호를 위해 교량 교각 및 교대의 구조용 콘크리트에 지정된다. 이러한 경우 GGBS를 사용하면 포틀랜드 시멘트만 사용했을 경우보다 구조물의 수명이 최대 50% 증가하며, 더 비싼 스테인리스강 보강재가 필요하지 않다.
GGBS는 또한 대규모 콘크리트 타설 시 온도 상승을 제한하는 데 일상적으로 사용된다. GGBS 시멘트의 더 점진적인 수화는 포틀랜드 시멘트보다 낮은 온도 피크와 낮은 총 열량을 생성한다. 이는 콘크리트의 열 구배를 줄여 콘크리트를 약화시키고 내구성을 떨어뜨릴 수 있는 미세 균열 발생을 방지하며, 코크의 잭 린치 터널 건설에 이러한 목적으로 사용되었다.
고로 슬래그 건축 및 공학적 이점
포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트의 돌색 회색과 대조적으로, GGBS 시멘트의 거의 흰색은 건축가가 추가 비용 없이 노출된 미려면 콘크리트 마감에 더 밝은 색상을 얻을 수 있도록 한다. 더 밝은 색상 마감을 얻으려면 GGBS는 일반적으로 50%에서 70% 사이의 대체 수준으로 지정되지만, 최대 85%의 수준도 사용할 수 있다. GGBS 시멘트는 GGBS 입자의 미세함으로 인해 더 매끄럽고 결함 없는 표면을 생성한다. 먼지는 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트보다 GGBS 콘크리트에 쉽게 부착되지 않아 유지 보수 비용을 줄인다. GGBS 시멘트는 탄산 칼슘 침전물로 인한 콘크리트 표면의 얼룩인 백화 현상 발생을 방지한다. 훨씬 낮은 석회 함량과 낮은 투수성으로 인해 GGBS는 50~60%의 대체 수준으로 사용될 때 백화 현상을 효과적으로 방지한다.
고로 슬래그 건축 및 공학적 이점
GGBS 시멘트를 포함하는 콘크리트는 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트보다 궁극적인 강도가 더 높다. 포틀랜드 시멘트만으로 만든 콘크리트보다 강도를 향상시키는 규산 칼슘 수화물(CSH)의 비율이 높고, 콘크리트 강도에 기여하지 않는 유리 석회 함량이 감소한다. GGBS로 만든 콘크리트는 시간이 지남에 따라 계속 강도를 얻으며, 10~12년에 걸쳐 28일 강도가 두 배가 되는 것으로 나타났다.
콘크리트 대체용 분쇄 고로 슬래그(GGBS)의 최적 투입량은 시멘트만으로 만든 콘크리트보다 높은 압축강도를 제공하기 위해 중량 기준으로 20-30%인 것으로 보고되었다.
GGBS는 철강 제조 공정의 부산물이기 때문에 콘크리트에 GGBS를 사용하는 것은 LEED, 그리고 홍콩의 Building Environmental Assessment Method (BEAM) Plus 등에서 프로젝트의 지속 가능성을 향상시키는 것으로 인정되어 LEED 및 BEAM Plus 인증에 점수를 추가한다. 이러한 점에서 GGBS는 콘크리트가 염화물 및 황산염과 접촉하는 경우 외에도 상부 구조에도 사용될 수 있다. 단, 상부 구조의 타설을 위한 느린 경화 시간이 정당화되는 경우에 한한다.
자원 회수
자원 회수(resource recovery, 리소스 리커버리)는 폐기물을 투입 재료로 사용하여 가치 있는 제품을 새로운 결과물로 만드는 것이다. 목표는 생성되는 폐기물의 양을 줄여 쓰레기 매립지 공간의 필요성을 줄이고 폐기물에서 창출되는 가치를 최적화하는 것이다. 자원 회수는 제조 과정에서 원재료를 사용해야 하는 필요성을 늦춘다. 쓰레기, 건설 및 철거 폐기물, 상업 폐기물 및 산업 폐기물에서 발견되는 재료는 새로운 재료 및 제품의 제조업을 위한 자원을 회수하는 데 사용될 수 있다. 플라스틱, 종이, 알루미늄, 유리 및 금속은 폐기물에서 가치를 찾을 수 있는 예시이다.
자원 회수는 단순한 폐기물 관리를 넘어선다. 자원 회수는 천연 자원의 추출과 폐기물의 생성을 최소화하고, 재료와 제품이 내구성, 재사용, 수리 가능성, 재제조 및 재활용을 위해 더욱 지속 가능하게 설계되는 순환 경제의 일부이다. 전 과정 분석 (LCA)은 다양한 처리 기술의 자원 회수 잠재력을 비교하는 데 사용될 수 있다.
자원 회수
자원 회수는 위생 시설의 맥락에서도 목표가 될 수 있다. 여기서 이 용어는 폐수와 분뇨 (소변과 대변)에 포함된 자원을 회수하는 접근 방식을 의미한다. "화장실 자원"이라는 용어가 최근 사용되고 있다. 이러한 자원에는 영양소(질소 및 인), 유기물, 에너지 및 물이 포함된다. 이 개념은 생태적 위생으로도 불린다. 폐기물 흐름을 분리하면 자원 회수를 더 간단하게 만들 수 있다. 예를 들어, 소변을 대변과 분리하는 것(소변 분리 화장실에서처럼)과 회색 폐수와 검은 물을 분리하는 것이 있다.
자원 회수 회수원
자원 회수는 정부 정책 및 규제 변화, 분리수거 및 쓰레기 수집, 재사용 및 재활용을 촉진하기 위한 개선된 'binfrastructure'와 같은 순환 경제 기반 시설, 혁신적인 순환 사업 모형, 그리고 경제적 비용뿐만 아니라 사회적 및 환경적 비용과 이점 측면에서 재료와 제품의 가치를 평가함으로써 가능해질 수 있다. 예를 들어, 유기물은 퇴비화 및 혐기성 소화에 의해 처리되어 에너지, 퇴비 또는 비료로 변환될 수 있다. 마찬가지로, 현재 산업 쓰레기 매립지 및 오래된 광산 주변에 저장된 폐기물은 생물 침출 및 공학 나노입자로 처리되어 전기차량 및 풍력 터빈과 같은 저탄소 경제 기술에 사용하기 위한 리튬, 코발트 및 바나듐과 같은 금속을 회수할 수 있다.
자원 회수 회수원
자원 회수의 제한 요인은 현재의 선형 비즈니스 모델에서 엔트로피가 증가하여 원재료가 돌이킬 수 없는 손실을 겪는다는 점이다. 제조 과정에서 폐기물 생성부터 시작하여, 제조 조립 과정에서 재료의 혼합 및 희석으로 엔트로피가 더욱 증가하며, 이후 사용 기간 동안 부식 및 마모가 발생한다. 수명 주기 말기에는 매립지에서 재료가 혼합되면서 무질서가 기하급수적으로 증가한다. 이러한 엔트로피 법칙의 방향성으로 인해 자원 회수 잠재력은 감소하고 있다. 이는 순환 경제 기반 시설 및 비즈니스 모델을 더욱 촉진한다.
재활용은 빈 음료수 용기 등 폐기된 재료를 수집하고 재사용하는 자원 회수 방식이다. 품목이 만들어진 재료는 새로운 제품으로 재가공될 수 있다. 재활용 재료는 전용 쓰레기통 및 수거 차량을 사용하여 일반 폐기물과 별도로 수거되거나, 혼합 폐기물 흐름에서 직접 분류될 수 있다.
가장 흔하게 재활용되는 소비재는 음료수 캔과 같은 알루미늄, 전선과 같은 구리, 강철 식품 및 에어로졸 캔, 오래된 강철 가구 또는 장비, 폴리에틸렌 및 PET 병, 유리병 및 병뚜껑, 판지 카르톤, 신문, 잡지 및 얇은 종이, 그리고 골판지 상자이다.
자원 회수 회수원
PVC, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스타이렌 (수지 식별 코드 참조)도 재활용 가능하다. 이 품목들은 보통 단일 유형의 재료로 구성되어 있어 새로운 제품으로 재활용하기 비교적 쉽다. 복잡한 제품(예: 컴퓨터 및 전자 장비)의 재활용은 추가적인 해체 및 분리가 필요하므로 더 어렵다.
허용되는 재활용 재료의 종류는 도시 및 국가마다 다르다. 각 도시와 국가는 다양한 유형의 재활용 재료를 처리할 수 있는 다른 재활용 프로그램을 운영하고 있다.
자원 회수 회수원
폐수, 하수 슬러지, 분뇨 슬러지 및 분뇨에서 귀중한 자원을 회수할 수 있다. 여기에는 물, 에너지, 그리고 비료 영양소인 질소, 인, 칼륨 및 황과 같은 미량 영양소, 유기물이 포함된다. 또한 바이오플라스틱과 은과 같은 금속 등 폐수에서 다른 원재료를 회수하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. 원래 폐수 시스템은 도시 지역에서 배설물과 폐수를 제거하기 위해서만 설계되었다. 물은 폐기물을 씻어내고 종종 인근 수역으로 방출하는 데 사용되었다. 1970년대 이후 환경 보호를 위해 폐수 처리에 대한 관심이 증가했으며, 주로 파이프 끝에서 물을 정화하는 데 노력이 집중되었다. 2003년경부터 생태적 위생 및 지속 가능한 위생 개념이 등장하면서 폐수에서 자원을 회수하는 데 중점을 두게 되었다. 2016년경부터 "화장실 자원"이라는 용어가 사용되기 시작했고, 화장실에서 자원 회수 가능성에 대한 더 많은 관심을 불러일으켰다.
다음 자원을 회수할 수 있다.
자원 회수 회수원
물: 많은 물 부족 지역에서는 폐수에서 물을 회수해야 한다는 압력이 커지고 있다. 2006년 세계보건기구는 유엔식량농업기구 (FAO) 및 유엔 환경 계획 (UNEP)과 협력하여 폐수를 안전하게 사용하는 지침을 개발했다. 또한 많은 국가 정부는 회수된 물의 사용에 관한 자체 규정을 가지고 있다. 예를 들어, 싱가포르는 폐수 시스템에서 회수된 물로 도시 물 수요의 절반을 충족하는 것을 목표로 한다. 그들은 이것을 뉴워터라고 부른다. 폐수 재이용과 관련된 또 다른 개념은 하수 채굴이다.
자원 회수 회수원
비료 영양소: 분뇨에는 질소, 인, 칼륨 및 농업 생산에 필요한 기타 미량 영양소가 포함되어 있다. 이것들은 침전 또는 스트리핑 과정을 통해 회수되거나 단순히 폐수 또는 하수 슬러지를 사용하여 회수될 수 있다. 그러나 하수 슬러지의 재사용은 중금속, 환경 잔류 의약품 오염물질 및 기타 화학 물질과 같은 바람직하지 않은 화합물의 높은 농도로 인해 위험을 초래한다. 비료 영양소의 대부분은 배설물에서 발견되므로 폐수의 배설물 부분을 (예: 화장실 폐기물) 나머지 폐수 흐름과 분리하는 것이 유용할 수 있다. 이는 바람직하지 않은 화합물의 위험을 줄이고 회수된 영양소를 농업 생산에 적용하기 전에 처리해야 할 양을 줄인다.
폐수를 가치 있는 제품으로 전환하기 위한 다른 방법도 개발되고 있다. 배설물이나 유기 폐기물에서 동애등에를 사육하면 단백질 사료로 사용할 수 있는 파리 유충을 생산할 수 있다. 다른 연구자들은 폐수에서 지방산을 수확하여 바이오플라스틱을 만들고 있다.
식물 재료, 음식물 찌꺼기, 종이 제품과 같이 유기물인 폐기물은 생물학적 퇴비화 및 소화 과정을 사용하여 분해될 수 있다. 그 결과 생성된 유기물은 농업 또는 조경 목적으로 멀칭 또는 퇴비로 재활용된다. 또한, 이 과정에서 발생하는 폐가스(메테인 등)는 포집하여 전력 및 열 생산(CHP/열병합)에 사용하여 효율성을 극대화할 수 있다. 생물학적 처리의 목적은 유기물 분해의 자연 과정을 제어하고 가속화하는 것이다.
간단한 가정용 퇴비 더미부터 소규모 도시 규모의 배치 소화기, 혼합 생활 폐기물의 산업 규모 밀폐 용기 소화( 기계적 생물학적 처리 참조)에 이르기까지 복잡성이 다양한 퇴비화 및 소화 방법과 기술이 다양하다. 생물학적 분해 방법은 호기성 또는 혐기성 방법으로 구분되지만, 두 방법의 혼합형도 존재한다.
쓰레기의 유기성분 혐기성 소화는 매립, 소각 또는 열분해보다 환경적으로 더 효과적인 것으로 밝혀졌다. 전 과정 분석 (LCA)은 다양한 기술을 비교하는 데 사용되었다. 그 결과 생성되는 바이오가스 (메테인)는 열병합 (가급적 생산 현장 또는 그 근처에서 전기 및 열)에 사용되어야 하며, 약간의 업그레이드를 통해 가스 연소 엔진 또는 터빈에 사용될 수 있다. 합성 천연가스로 추가 업그레이드하면 천연가스 네트워크에 주입하거나 정지형 열병합 연료 전지에 사용하기 위한 수소로 추가 정제할 수 있다. 연료 전지에서 사용하면 연소 생성물로 인한 오염이 제거된다. 간단한 가정용 퇴비 더미부터 소규모 도시 규모의 배치 소화기, 산업 규모의 밀폐 용기 소화 ( 기계적 생물학적 처리 참조)에 이르기까지 복잡성이 다양한 퇴비화 및 소화 방법과 기술이 다양하다.
자원 회수 회수 방법
많은 국가에서, 분리된 노변 수거는 자원 회수 방법 중 하나이다.
오스트레일리아에서는 가구에 여러 개의 쓰레기통이 제공된다. 하나는 재활용용(노란색 뚜껑), 다른 하나는 일반 폐기물용(보통 빨간색 뚜껑), 그리고 또 다른 하나는 정원 재료용(녹색 뚜껑)이다. 정원 재활용 쓰레기통은 요청 시 지방자치단체에서 제공한다. 일부 지역에서는 듀얼 스트림 재활용을 실시하여 종이는 봉투나 상자에 수거하고 다른 모든 재료는 재활용 쓰레기통에 넣는다. 어느 경우든 회수된 재료는 자재 회수 시설로 운반되어 추가 처리된다.
자원 회수 회수 방법
쓰레기, 상업 및 산업 폐기물, 건설 및 철거 잔해는 매립지에 버려지며 일부는 재활용된다. 가정에서 버리는 재료는 분리된다. 재활용 가능한 물질은 분류되어 새 제품으로 만들어지고, 사용할 수 없는 물질은 매립지에 버려진다. 오스트레일리아 통계청 (ABS)에 따르면, 재활용률은 높으며 "지난해 (2003년 조사) 99%의 가구가 재활용 또는 재사용을 보고했으며, 이는 1992년 85%에서 증가한 수치"이다. 2002-03년에는 "지방자치단체에서 30%, 상업 및 산업 폐기물에서 45%, 건설 및 철거 잔해에서 57%"가 재활용되었다. 에너지는 자원 회수의 일부로 생산되기도 한다. 일부 쓰레기 매립가스는 연료나 전기 생산을 위해 포집되지만, 이는 자원 회수의 목적이 쓰레기 매립 처리를 완전히 피하는 것이므로 최후의 수단으로 간주된다.
자원 회수 지속 가능성
자원 회수는 기업이 ISO 14001 인증을 유지하는 데 핵심적인 요소이다. 기업들은 매년 환경 효율성을 개선하도록 장려된다. 이를 위한 한 가지 방법은 폐기물 관리 시스템에서 자원 회수 시스템(예: 유리, 음식물 쓰레기, 종이 및 판지, 플라스틱 병 등의 재활용)으로 전환하는 것이다.
자원 회수 지속 가능성
전 지구적인 자원 관리 관점에서 자원 회수 분야의 교육과 알아차림은 점점 더 중요해지고 있다. 탈루아르 선언은 전례 없는 규모와 속도의 환경 오염 및 황폐화, 그리고 천연 자원의 고갈에 대한 우려를 담은 지속 가능성 선언이다. 지역, 국가, 그리고 전 지구적인 공기 오염; 독성 폐기물의 축적 및 분포; 숲, 흙, 물의 파괴 및 고갈; 오존층 고갈 및 "온실" 가스 배출은 인간과 수천 종의 다른 생명체의 생존, 지구의 온전함과 그 생물 다양성, 국가의 안보, 그리고 미래 세대의 유산을 위협한다. 여러 대학은 환경 관리 및 자원 회수 프로그램을 수립함으로써 탈루아르 선언을 이행했다. WAMITAB 및 Chartered Institution of Wastes Management와 같은 다양한 조직이 대학 및 직업 교육을 장려한다. 많은 슈퍼마켓은 고객이 역방향 자동판매기를 사용하여 사용한 구매 용기를 반환하고 재활용 수수료를 환불받도록 권장한다. 이러한 기계를 제조하는 브랜드로는 톰라와 Envipco가 있다.
2010년 CNBC는 폐기물, 즉 "버려졌을" 때 어떻게 되는지, 그리고 그것이 세계에 미치는 영향에 대한 다큐멘터리 Trash Inc: The Secret Life of Garbage를 방영했다.
유엔은 2015년에 17개의 지속가능 개발 목표 (SDG)를 설정했다. "책임 있는 소비 및 생산"을 위한 SDG 12는 13개의 지표를 가진 11개의 목표에 대한 진행 상황을 측정한다. 목표 3, 4, 5는 식품 및 화학 물질 전반의 폐기물 생성에 중점을 둔다.
생산자 책임 재활용 (EPR)은 특정 제품의 전 수명 주기 동안 발생하는 모든 비용을 통합하는 것을 촉진하는 가격 책정 전략이다. 시장 가격에 "수명 종료 폐기 비용"도 반영함으로써 가격 책정의 정확성을 높인다. 생산자 책임 재활용은 생산, 포장, 운송 및 폐기 또는 재사용에 이르는 제품의 전체 수명 주기에 걸쳐 책임을 부과하는 것을 의미한다. EPR은 제품을 제조, 수입 및 판매하는 기업이 제품의 수명 및 폐기 또는 재사용 전반에 걸쳐 해당 제품에 대한 책임을 지도록 요구한다.
클리프 부스의 모험
"클리프 부스의 모험"(영어: The Adventures of Cliff Booth)은 2026년 개봉 예정인 미국의 코미디 드라마 영화이다. 데이비드 핀처가 감독을, 쿠엔틴 타란티노가 각본을 맡았다. 2019년 영화 《원스 어폰 어 타임... 인 할리우드》의 스핀오프 작품이다. 배우 브래드 피트가 재차 클리프 부스 역을 맡았다.
레이저 거리 측정기
레이저 거리 측정기, 레이저 레인지파인더(laser rangefinder), 레이저 텔레미터(laser telemeter)는 레이저 빔을 사용하여 물체까지의 거리를 결정하는 거리 측정기이다. 가장 일반적인 형태의 레이저 거리 측정기는 물체를 향해 좁은 빔으로 레이저 펄스를 보내고, 펄스가 목표물에 반사되어 발신기로 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하는 비행 시간 원리로 작동한다. 빛의 속력이 빠르기 때문에 이 기술은 높은 정밀도의 서브밀리미터 측정에는 적합하지 않으며, 이 경우 삼각측량법 및 다른 기술이 대신 사용된다. 레이저 거리 측정기는 때때로 핸드헬드 스캐너 없는 라이다의 한 종류로 분류된다.
레이저 거리 측정기 펄스
펄스(pulse)는 거리 측정기가 방해받을 가능성을 줄이기 위해 코딩될 수 있다. 도플러 효과 기술을 사용하여 물체가 거리 측정기를 향해 움직이는지 또는 멀어지는지, 그리고 그렇다면 얼마나 빠르게 움직이는지 판단할 수 있다.
레이저 거리 측정기 정확도
기기의 정확도는 레이저 펄스의 상승 시간, 발산, 출력, 그리고 광학 장치 및 온보드 디지털 신호 처리의 품질과 관련이 있다. 환경적 요인은 범위와 정확도를 크게 감소시킬 수 있다:
좋은 조건에서 숙련된 조작자가 정밀 레이저 거리 측정기를 사용하면 약 3킬로미터 거리의 목표물을 1미터 이내로 측정할 수 있다.
레이저 거리 측정기 범위 및 범위 오차
광선빔이 좁더라도, 레이저 빔의 빔 발산과 공기 중의 물방울이 미세한 크기부터 레이저 빔 경로의 지구 위 높이의 약 절반까지 다양한 크기의 렌즈 역할을 하는 섬광 및 빔 요동 효과로 인해 장거리에서는 결국 퍼지게 된다.
이러한 대기 왜곡은 레이저 자체의 발산과 대기 열 기포를 옆으로 밀어내는 횡풍과 결합하여 나무 아래나 덤불 뒤, 심지어 개방되고 가려지지 않은 사막 지형에서 1km가 넘는 장거리에서도 물체의 거리를 정확히 측정하기 어렵게 만들 수 있다.
일부 레이저 빛은 물체보다 가까운 나뭇잎이나 가지에 반사되어 조기에 반환되고 너무 낮은 값을 측정할 수 있다. 또는 360m보다 긴 거리에서 목표물이 지구에 가까이 있을 경우, 가열된 표면 근처 공기의 온도 경사로 인해 레이저 빛이 굴절되어 발생하는 신기루 속으로 단순히 사라질 수 있다. 이 모든 효과를 고려해야 한다.
레이저 거리 측정기 계산
점 A와 B 사이의 거리는 다음으로 주어진다:
여기서 c는 빛의 속도이고 t는 A와 B 사이를 왕복하는 데 걸리는 시간이다.
여기서 φ는 빛이 이동하여 발생하는 위상 지연이고 ω는 광파의 각 주파수이다.
그런 다음 이 값을 방정식에 대입하면,
이 방정식에서 λ는 파장 ⁠c/f⁠이다. Δφ는 π를 만족하지 않는 위상 지연의 부분(즉, φ 모듈로 π); N은 왕복 파장 반주기의 정수이고 ΔN은 남은 분수 부분이다.
레이저 거리 측정기 기술
비행 시간 - 빛 펄스가 목표물까지 이동하여 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정한다. 빛의 속도를 알고 시간을 정확히 측정하면 거리를 계산할 수 있다. 많은 펄스가 순차적으로 발사되며 평균 반응이 가장 일반적으로 사용된다. 이 기술은 매우 정확한 서브-나노초 타이밍 회로를 필요로 한다.
다중 주파수 위상 편이 - 반사 시 다중 주파수의 위상 편이를 측정하고 연립 방정식을 풀어 최종 측정값을 제공한다.
간섭계 - 절대 거리보다는 거리 변화를 측정하는 데 가장 정확하고 유용한 기술이다.
대기 흡수에 의한 광 감쇠 - 이 방법은 대기 화합물(수증기 (H2O), 이산화 탄소 (CO2), 메테인 (CH4), 산소의 동소체 (O2 등)의 흡수로 인해 발생하는 레이저 빔의 감쇠를 측정하여 물체까지의 거리를 계산한다. 광 대기 흡수 감쇠 방법은 변조되지 않은 비간섭성 광원과 저주파 전자 장치를 필요로 하여 장치의 복잡성을 줄인다. 이로 인해 저비용 광원을 거리 측정에 사용할 수 있다. 그러나 이 방법의 적용은 대기 측정 또는 행성 탐사에 국한된다.
레이저 거리 측정기 응용 분야
거리 측정기는 저격수와 포병에게 근접 사격 거리 너머에 있는 목표물까지의 정확한 거리를 제공한다. 또한 군사 정찰 및 공학에도 사용될 수 있다. 일반적으로 전차는 LRF를 사용하여 직접 사격 해결책을 교정한다.
휴대용 군사 거리 측정기는 2km에서 25km 범위에서 작동하며 쌍안경 또는 단안경과 결합된다. 거리 측정기가 디지털 자기 나침반(DMC) 및 경사계를 갖추고 있으면 목표물의 자기 방위각, 경사 및 높이(길이)를 제공할 수 있다. 일부 거리 측정기는 관찰자와 관련하여 목표물의 속도도 측정할 수 있다. 일부 거리 측정기는 케이블 또는 무선 인터페이스를 통해 측정 데이터를 사격 통제 컴퓨터와 같은 다른 장비로 전송할 수 있다. 일부 모델은 또한 추가 야간 시력 모듈을 사용할 수 있는 가능성을 제공한다. 대부분의 휴대용 거리 측정기는 표준 또는 충전식 배터리를 사용한다.
레이저 거리 측정기 응용 분야
더 강력한 거리 측정기 모델은 최대 40km까지 거리를 측정하며 일반적으로 삼각대 또는 차량, 선박, 제트기, 헬리콥터 또는 총기 플랫폼에 직접 설치된다. 후자의 경우 거리 측정기 모듈은 온보드 열화상, 야간 시력 및 주간 관측 장비와 통합된다. 가장 진보된 군용 거리 측정기는 컴퓨터와 통합될 수 있다.
레이저 거리 측정기와 레이저 유도 무기가 군사 목표물에 덜 유용하도록 만들기 위해 다양한 군사 무기들은 차량용 레이저 흡수 페인트를 개발했을 수 있다. 그럼에도 불구하고 일부 물체는 레이저 빛을 잘 반사하지 않아 레이저 거리 측정기를 사용하는 것이 어렵다.
최초의 상업용 레이저 거리 측정기는 휴즈 항공과 협력하여 개발된 바 앤 스트라우드 LF1으로, 1965년에 출시되었다. 이어서 레이저 거리 측정기를 전차 조준경에 통합한 바 앤 스트라우드 LF2가 1969년 치프틴 전차에 사용되었는데, 이는 이러한 시스템을 장착한 최초의 차량이었다. 두 시스템 모두 루비 레이저를 사용했다.
레이저 거리 측정기 응용 분야
레이저 거리 측정기는 3D 객체 인식, 3D 객체 모델링 및 다양한 컴퓨터 비전 관련 분야에서 광범위하게 사용된다. 이 기술은 소위 비행 시간 3D 스캐너의 핵심을 이룬다. 군사 장비와 달리 레이저 거리 측정기는 단면 또는 360도 스캐닝 모드를 통해 고정밀 스캐닝 기능을 제공한다.
하나의 물체에 대해 여러 각도에서 얻은 거리 데이터를 병합하여 가능한 한 오류가 적은 완전한 3D 모델을 생성하는 여러 알고리즘이 개발되었다. 레이저 거리 측정기가 다른 컴퓨터 비전 방법에 비해 제공하는 장점 중 하나는 입체시 방법처럼 깊이 정보를 결정하기 위해 두 이미지의 특징을 상호 연관시킬 필요가 없다는 것이다.
컴퓨터 비전 응용 프로그램에 사용되는 레이저 거리 측정기는 종종 0.1mm 이하의 깊이 해상도를 갖는다. 이는 라이다에 사용되는 비행 시간 기술과 달리 삼각측량 또는 굴절 측정 기술을 사용하여 달성할 수 있다.
레이저 거리 측정기 응용 분야
특수 레이저 거리 측정기는 임업에 사용된다. 이 장치는 나뭇잎 방지 필터를 가지고 있으며 역반사기와 함께 작동한다. 레이저 빔은 이 역반사기에서만 반사되므로 정확한 거리 측정이 보장된다. 나뭇잎 방지 필터가 있는 레이저 거리 측정기는 예를 들어 산림 조사에 사용된다.
레이저 거리 측정기는 골프, 사냥, 궁술과 같이 정밀한 거리 측정이 필요한 다양한 스포츠에서 효과적으로 사용될 수 있다. 인기 있는 제조업체로는 캐디토크(Caddytalk), 옵티-로직 코퍼레이션(Opti-logic Corporation), 부쉬넬(Bushnell), 류폴드(Leupold), 레이저테크놀로지(LaserTechnology), 트림블(Trimble), 라이카(Leica), 뉴콘 옵틱(Newcon Optik), 옵. 일렉트로닉스(Op. Electronics), 니콘, 스와로브스키 옵틱(Swarovski Optik), 자이스 등이 있다.
레이저 거리 측정기 응용 분야
부쉬넬의 많은 거리 측정기는 ARC(각도 범위 보상), 다중 거리 기능, 경사, JOLT(목표물이 고정될 때 진동), 핀 시킹(Pin-Seeking)과 같은 고급 기능을 제공한다. ARC는 소총수의 규칙을 사용하여 손으로 계산할 수 있지만, 사냥을 나갔을 때는 거리 측정기가 계산하도록 하는 것이 훨씬 쉽다. 시간이 가장 중요한 골프에서는 레이저 거리 측정기가 깃대까지의 거리를 찾는 데 유용하다. 그러나 모든 기능이 골프 토너먼트 경기에서 100% 합법적인 것은 아니다. 미국 동부의 많은 사냥꾼들은 거리 측정기가 필요하지 않지만, 서부의 많은 사냥꾼들은 더 긴 사격 거리와 더 개방된 공간 때문에 필요로 한다.
중요한 응용 분야는 철강 산업에서 재고 관리 시스템 및 생산 공정 자동화 중 레이저 거리 측정기 기술을 사용하는 것이다.
레이저 거리 측정기는 건설, 리노베이션 및 부동산과 같은 여러 산업에서 줄자의 대안으로도 사용되며, 1993년 프랑스의 Leica Geosystems에서 처음 도입했다. 방과 같은 큰 물체를 줄자로 측정하려면 다른 사람이 먼 벽에서 줄자를 잡고 방을 가로지르는 명확한 선이 필요하다. 레이저 측정 도구를 사용하면 시야만 확보되면 한 명의 작업자가 작업을 완료할 수 있다. 줄자는 기술적으로 완벽하게 정확하지만, 레이저 측정 도구는 훨씬 더 정밀하다. 레이저 측정 도구는 일반적으로 방의 면적이나 부피와 같은 몇 가지 간단한 계산을 수행할 수 있는 기능을 포함한다. 이러한 장치는 철물점 및 온라인 마켓플레이스에서 찾을 수 있다.
레이저 거리 측정기 가격
레이저 거리 측정기는 제품의 품질과 용도에 따라 가격이 다양할 수 있다. 군용 거리 측정기는 가능한 한 정확해야 하며 먼 거리에 도달할 수 있어야 한다. 이러한 장치는 수십만 달러에 달할 수 있다. 사냥이나 골프와 같은 민간 응용 분야의 경우 장치는 더 저렴하고 훨씬 쉽게 구할 수 있다.