< 유량계 >
1. 개요
1) 유량계의 측정목적, 유체종류, 정확도 등을 고려하여 설비에 맞는 적절한 유량계를 선정하여야 함
2. 차압식 유량계
1) 원리
(1) 베르누이 원리 이용
(2) 배관에 오리피스, 벤츄리관, 플로우노즐 등을 설치하여 전/후 압력차를 이용하여 유량 검출
2) 특징
(1) 설치 용이, 가격 저렴
(2) 대부분 유체에서 적용 가능
(3) 정확도는 낮은 편
(4) 압력차를 이용하므로 직관거리가 길어짐
3. 면적식 유량계
1) 원리
(1) 플로트를 이용하여 유체가 흐르는 단면적의 변화에 따라 움직이는 플로트 위치를 측정하여 유량 검출
(2) 소방에서 사용하는 flow cell 유량계가 대표적인 면적식 유량계
2) 특징
(1) 설치 용이, 가격 저렴
(2) 유체의 흐름 방향이 아래에서 위로 감
(3) 정확도는 낮은 편
4. 유속식 유량계 (별도의 유량계라기 보단 전체를 총칭하는 단어임)
1) 원리
(1) 유속을 간접적으로 측정하여 유량 산출
(2) 프로펠러 회전, 초음파 신호변화 등을 이용하여 간접적으로 유속을 구함
(3) 종류
- 차압식, 용적식, 전자식, 초임파식 등이 있음
5. 용적식 유량계 (→ 수도계량기 생각)
1) 원리 : Meter 유입구와 유출구 차압에 의해 회전자가 회전 시 회전수를 측정하여 유량 산출
2) 관계식 : 측정유량 = 회전자 1회전 시 토출량 X 회전자 회전수
3) 특징
(1) 정확도 우수, 넓은 범위의 유량 측정 가능, 직관부 불필요
(2) 유량계 전단에 스트레이너 설치, 구조가 복잡함, 압력손실이 크고 고가임
6. 터빈식 유량계
1) 원리
(1) 여러 날개가 달린 회전축 또는 프로펠러가 회전하도록 설계
(2) 유체의 속도에 비례하여 회전축이 회전하며 회전수 측정하여 유량 산출
2) 관계식 : 유량 = 비례정수 X 로타 회전수
3) 특징
(1) 유량신호가 디지털로 출력됨
(2) 소형으로 대용량 측정 가능, 정확도 우수
7. 전자식 유량계
1) 원리
(1) 패러데이 전자유도법칙과 플레밍의 법칙을 응용한 유량계
(2) 자계 내를 액체가 이동할 때 패러데이 전자유도법칙에 의해 기전력 발생
(3) 기전력 크기를 이용하여 평균유속을 측정하여 유량 산출
2) 관계식 : 유기기전력 = 비례상수 X 자속밀도 X 유속
3) 조건
(1) 배관에 유체가 가득 찬 상태에서 측정 가능
(2) 전도성 유체에만 적용 가능
4) 특징
(1) 정확도 매우 우수, 직관부 불필요, 유체통과부에 장애물이 없어 마찰 손실 적음
(2) 고가
8. 초음파 유량계
1) 개념
(1) 초음파란 사람에겐 들리지 않는 20kHz 이상의 고주파수 음파를 말함
(2) 압전효과에 의해 변환기에서 초음파 발생
(3) 유체의 유속만큼 초음파 음속이 변화하는 것을 이용해서 유량 산출
2) 종류 : 시간차 방식, 도플러 방식
3) 전파시간차법 (Transit time difference)
(1) 초음파 전파속도에 따라 변하는 전파시간차(t)를 이용하여 측정선상의 유속, 유량을 구함
(2) 유체 속에 초음파를 교란시키는 입자, 기포가 있으면 측정 곤란
4) 도플러방식
(1) 유체 중 부유입자 속도를 도플러효과를 이용해 편이주파수 측정을 통해 계산하고 이것을 토대로 유량산출
(2) 다량의 부유입자나 기포를 포함하고 있는 유체에 적합
5) 특징
(1) 유체 통과부에 장애물이 없어 마찰손실이 적음, 부착만으로 임시적인 유량측정 가능
(2) 유량 측정 범위가 넓음 , 전자식 유량계에 비해서는 저가
