극저자기장(Ultra-low Magnetic Field) 환경 온도 모니터링·제어 시스템 | PT1000 + PID 정밀 제어 솔루션

응용 배경

극저자기장 실험실(Ultra-low Magnetic Field Laboratory) 은 자기장이 무한히 0에 가까운 대형 공간 환경의 지상 모사 수요를 충족하기 위해, 정밀한 온도 제어 시스템이 필요합니다.

이 시스템은:

• 미세 자기장(Ultra-weak Magnetic Field) 환경 제공
• 내부 온도 실시간 모니터링
• 의학, 항공우주 등 분야의 시험 연구를 위한 중요 기반 제공

본 솔루션은 다음 분야에 직접 활용 가능합니다.

• MEG(뇌자도) 측정 환경
• MCG(심자도) 측정 환경
• SQUID(초전도 양자 간섭 장치) 시스템
• OPM(원자 자력계) 측정 환경
• 자기 차폐실(MSR) 내부 모니터링
• 양자 컴퓨팅 큐비트 환경 제어
• 저잡음 자기 측정 시스템
• 위성 자기 페이로드 지상 시험

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도전 과제

극저자기장 환경은 온도 제어 시스템에 매우 까다로운 요구를 제기합니다.

1. 고정밀 온도 제어

• 소수점 이하 3자리(0.001℃) 이내 온도 제어 필요
• 실험 정확성 확보
• 자기 측정에서 온도 표류는 미세 자기 신호를 완전히 가릴 수 있음

2. 시스템 안정·신뢰성

• 극저자기장 실험은 장시간 진행
• 온도 제어 시스템이 장시간 연속 작동 능력 필수
• 안정적·신뢰성 있는 운영

3. 자기 환경과 양립성

• 측정 시스템 자체가 자기 노이즈를 발생시키지 않아야 함
• 자기 차폐실 내부 또는 인근에 배치 가능한 설계 필요

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솔루션

JYTEK은 고성능 하드웨어 플랫폼 + 유연한 SW 개발 환경을 기반으로 한 완전한 온도 모니터링·제어 시스템을 제공했습니다.

시스템 구성

 

 

핵심 특장점

1. 고정밀 온도 제어 (PXIe-5516)

• 16채널 18비트 고정밀 DAQ
• AO 전압으로 가열 모듈 출력 제어
• PID 알고리즘으로 특정 값에 온도 안정화
• 소수점 이하 3자리 정밀 제어 실현

2. PT1000 기반 온도 모니터링

• SMU(Source Measure Unit)로 PT1000 저항값 측정
• 저항-온도 환산으로 정밀 온도 산출
• 자기장 환경 주변의 온도 실시간 모니터링

3. 고성능 컨트롤러 (PXIe-3161)

• 11세대 Intel® Xeon® W-11865MRE 프로세서
• 시스템 고성능 + 안정성 보장

4. 9슬롯 풀하이브리드 확장성

• PXIe-2519G3 9슬롯 섀시
• 시스템 기능 확장 충분한 공간

5. SeeSharp + PID 툴킷

• 무료 오픈소스 측정 제어 플랫폼
• PID 툴킷 내장
• C# 개발 환경으로 맞춤 개발

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사용 제품

하드웨어

PXIe-2519G3 — 9슬롯 풀하이브리드 PXIe 섀시

• 충분한 확장 공간

PXIe-3161 — PXIe 컨트롤러

• 11세대 Intel® Xeon® W-11865MRE
• 고성능·안정성

PXIe-5516 — 다기능 데이터 수집 모듈

• 16채널 18비트 고정밀 DAQ
• AO 출력 (가열 제어용)
• AI/AO 동기 (PID 폐루프 구현)

소프트웨어

SeeSharp® — C# 기반 오픈소스 측정 제어 플랫폼

• 별도 라이선스 비용 없음
• SeeSharpTools + PID 툴킷
• 시스템 제어·모니터링 통합

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적용 가능 분야

본 솔루션은 다음과 같은 정밀 환경 제어에 활용됩니다.

• MEG/MCG 측정 환경 온도 제어
• 자기 차폐실(MSR) 내부 모니터링
• SQUID 시스템 운영 환경
• OPM 자력계 측정 환경
• 양자 컴퓨팅 큐비트 환경 제어
• 저온/극저온 실험 온도 안정화
• 레이저 분광 실험실 온도 제어
• 반도체 측정 정밀 온도 제어
• 항공우주 부품 신뢰성 시험
• PT100/PT1000 다지점 모니터링
• PID 폐루프 제어 일반

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왜 JYTEK 인가?

1. 안정적·신뢰성 있는 하드웨어 플랫폼
극단 환경 작업 요구 충족하는 우수한 안정성·신뢰성

2. 유연한 맞춤 SW 지원
SeeSharp®의 풍부한 기능 + 사용하기 쉬운 인터페이스
C# 개발 환경 + 툴킷으로 시스템 맞춤화 개발 편리

3. 전문 기술 지원
전문 기술팀이 적시·효과적인 기술 지원과 솔루션 제공

4. SeeSharp® 측정 제어 플랫폼
강력하고 사용하기 쉬운 개발 환경

5. POC(Proof of Concept) 서비스
도입 전 무상 검증으로 사양 적합성 사전 확인

6. 비용 효율성
기존 고가 장비 대비 우수한 성능 + 합리적 가격

7. 한국 직접 기술지원
제이와이텍코리아 엔지니어가 현장 대응 + 빠른 응답

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결과

위 솔루션을 통해 극저자기장 환경에서의 온도 모니터링·제어 시스템 구축을 성공적으로 완료했습니다.

• ✅ 신뢰성 있는 실험 환경 제공
• ✅ 정밀한 데이터 지원
• ✅ 소수점 3자리 이내 온도 제어
• ✅ PT1000 다지점 실시간 모니터링
• ✅ 장시간 안정 운영

본 사례는 JYTEK이 의학, 항공우주, 양자 연구 등 첨단 분야의 과학 연구 작업에 중요한 보장을 제공한다는 것을 보여줍니다. MEG/MCG 등 의료 영상, SQUID/OPM 자기 측정, 양자 컴퓨팅 환경 R&D에 직접 활용 가능합니다.