산업용 유량계는 공정 산업에서 파이프라인이나 개방형 채널을 통해 이동하는 유체(액체, 가스 또는 증기)의 속도나 양을 측정하도록 설계된 중요한 장비입니다. 이러한 장치는 모니터링, 제어 및 데이터 수집 목적을 위해 유량 매개변수를 표준화된 신호로 변환하기 위해 다양한 물리적 원리를 사용합니다. 적절한 유량 측정 기술의 선택은 유체 특성, 파이프 특성, 정확도 요구 사항 및 환경 조건을 포함한 여러 요소에 따라 달라집니다. 산업적으로 이용 가능한 60개 이상의 서로 다른 유형의 유량계를 통해 최적의 시스템 성능을 위해서는 작동 원리와 적용 범위를 이해하는 것이 필수적입니다. 최신 유량계는 고급 전자 장치 및 통신 프로토콜을 통합하여 산업 자동화 시스템과의 원활한 통합을 가능하게 하는 동시에 프로세스 최적화 및 자원 관리를 위한 정확한 데이터를 제공합니다.
유량계는 기본 작동 원리에 따라 분류되며, 각 범주는 뚜렷한 장점과 한계를 나타냅니다. 주요 분류에는 수축부(예: 오리피스 플레이트, 벤츄리 튜브) 전체의 압력 강하를 측정하고 사용되는 모든 산업용 유량계의 약 1/4~1/3을 차지하는 차압 유량계가 포함됩니다. 정변위(체적) 유량계는 유체를 알려진 증분으로 분리하여 체적을 직접 측정하여 유량계 유형 중에서 가장 높은 정밀도를 달성하고 값비싼 매체와 관련된 상거래용 애플리케이션에 특히 적합합니다. 터빈, 와류, 전자기 및 초음파 종류를 포함한 속도 기반 유량계는 유속을 측정하고 파이프 단면을 기준으로 부피를 계산합니다. 코리올리스 질량 유량계는 유체 특성과 관계없이 질량 유량을 직접 측정하여 질량 기반 측정이 필요한 응용 분야에 탁월한 정확도를 제공합니다.
유량계 기술의 적절한 선택은 특정 응용 분야 요구 사항과 유체 특성에 따라 크게 달라집니다. 물 및 폐수 응용 분야의 경우 전자기 유량계는 전도성 액체에 탁월한 반면, 초음파 유량계는 비전도성 유체 및 큰 파이프 직경에 선호됩니다. 석유 및 가스 산업은 질량 기반 상거래용으로 코리올리 계기판을 사용하고 청정 탄화수소 액체용 터빈 계기를 사용하며 증기 및 가스 유량 측정에는 차압계가 일반적으로 사용됩니다. 화학 처리 시설에서는 다양한 유체 특성을 처리하고 직접적인 질량 측정을 제공하기 위해 코리올리스 계기를 활용하는 경우가 많으며, 자기 유량계는 적절한 라이너가 장착된 부식성 액체에 이상적입니다. 고점도 유체 또는 부유 물질을 포함하는 유체와 관련된 응용 분야의 경우 내마모성 라이너가 있는 용적형 또는 특수 전자 유량계가 안정적인 작동을 제공합니다.
산업용 유량계의 중요한 성능 매개변수에는 정확도(일반적으로 판독값의 ±0.1% ~ ±5% 범위), 반복성(정밀 기기의 경우 0.1% 이상), 범위성(측정 가능한 최대 유량과 최소 유량 간의 비율) 및 압력 강하 특성이 포함됩니다. 정확도 사양은 기술에 따라 크게 다르며 정변위 및 코리올리스 계기는 ±0.1-0.5% 정확도를 달성하는 반면, 차압 계기는 일반적으로 이상적인 조건에서 ±1-2% 정확도를 제공합니다. 정압계는 10:1 이상의 비율을 제공하는 반면, 차압계는 일반적으로 4:1 비율로 제한됩니다. 최신 유량계에는 HART, PROFIBUS 및 Foundation Fieldbus와 같은 프로토콜을 사용하는 디지털 통신 기능이 점점 더 많이 추가되어 고급 진단, 원격 구성 및 자산 관리 시스템과의 통합이 가능해졌습니다.
유량계를 성공적으로 구현하려면 측정 정확도에 영향을 미치는 업스트림 및 다운스트림 배관 구성을 포함한 설치 조건에 세심한 주의가 필요합니다. 대부분의 유량계에는 완전히 발달된 유량 프로파일을 설정하기 위해 유량계 전후에 특정한 직선 파이프 길이가 필요합니다. 예를 들어, 전자 유량계는 일반적으로 업스트림 파이프 직경이 5-10이고 다운스트림 직경이 3-5가 필요한 반면, 차압 계측기는 훨씬 더 긴 직선 배관이 필요할 수 있습니다. 온도, 압력, 점도, 마모성을 포함한 유체 특성은 계기 재료 및 설계 매개변수와 호환되어야 합니다. 위험 지역 또는 위생 요구 사항과 관련된 응용 분야의 경우 특수 인증(ATEX, IECEx, 3-A)이 계량기 선택 및 설치 방식을 관리합니다. 애플리케이션의 중요성과 계측기 기술에 따라 교정 간격이 결정되므로 시간이 지나도 측정 정확도를 유지하려면 정기적인 유지 관리 및 교정이 필수적입니다.
산업 유량 측정은 미래 개발을 형성하는 몇 가지 중요한 추세를 통해 계속해서 발전하고 있습니다. IIoT 기능을 통합하면 계량기 상태 및 성능 저하 지표를 지속적으로 모니터링하여 예측 유지 관리가 가능합니다. 무선 통신 옵션은 설치 비용을 줄이는 동시에 원격 위치나 접근하기 어려운 위치에서 데이터 액세스를 용이하게 합니다. 유량, 밀도, 온도 및 구성을 동시에 측정하는 다중 매개변수 측정기는 별도의 장비 없이도 향상된 공정 통찰력을 제공합니다. 고급 진단 기능을 통해 계측기는 설치 문제, 구성 요소 성능 저하 및 프로세스 이상 현상을 감지하여 이를 단순한 측정 장치에서 포괄적인 프로세스 모니터링 도구로 전환합니다. 파이프 관통이 필요하지 않은 비간섭적 기술의 개발은 공정 중단이 허용되지 않는 까다로운 응용 분야를 계속해서 해결하고 있습니다.
담당자: Ms. Caroline Chan
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