유량계의 유형

Jul 10, 2023

유체 배관 시스템 내의 유량을 아는 것은 시스템 작동을 이해하는 데 가장 유용한 측정 중 하나입니다.

유속을 측정하는 데 사용되는 장비는 일반적으로 공장 계측 및 제어 그룹에 의해 유지 관리되고 교정됩니다. 시설 유량계는 일반적으로 상거래를 모니터링하거나 유량 제어 회로의 기본 요소로 사용됩니다.

상거래에 사용되는 계량기는 제품을 판매하거나 구매할 때 유량에 대해 정확하고 반복 가능한 값을 제공하도록 설계되었습니다. 이러한 유형의 유량계는 종종 작은 분위수를 처리할 때 양의 부피를 측정하거나, 큰 분위수를 측정할 때 시간이 지남에 따라 부피를 합산할 수 있습니다. 상거래에 사용되는 유량 값은 다른 플랜트 장비를 작동하고 유지하는 데에도 도움이 됩니다.

배관 시스템의 설계 목적이 공정 유체의 유량을 설정하는 것인 경우 흐름 제어 루프가 사용됩니다(이미지 1 참조). 시스템의 제어 요소는 적절한 유량을 달성하기 위해 함께 작동합니다.

유량계는 유량계를 통과하는 유량의 함수인 값을 측정합니다. 그런 다음 미터는 측정된 값을 컨트롤러로 전송합니다. 컨트롤러에는 원하는 유량 값이 입력됩니다.

그런 다음 컨트롤러는 미터의 측정 값을 설정 값과 비교하고 출력 신호를 액추에이터로 보냅니다. 그런 다음 액추에이터는 최종 요소(제어 밸브 또는 가변 주파수 드라이브(VFD))를 조정하여 유속을 설정 값으로 균형을 맞추는 데 필요한 초과 에너지를 제거합니다. 컨트롤러는 작업자에게 실제 측정된 유량을 제공합니다.

장비의 초기 비용과 이러한 유형의 유량계를 교정하고 유지하는 데 필요한 노력은 공장 내에서 광범위하게 사용하기에는 비용이 엄청날 수 있습니다. 이 칼럼에서는 상거래용 계량기에 대한 비용이나 흐름 제어 루프의 복잡성 없이 배관 시스템 내에서 유량을 측정하는 방법을 살펴보겠습니다.

유량계는 두 가지 일반적인 범주로 분류됩니다. 즉, 계측기 전체의 압력 강하를 기준으로 유량을 결정하는 범주와 계측기를 통과하는 유량에 선형 관계가 있는 값을 측정하는 범주입니다.

차압 유량계는 유량계 전체에 차압을 발생시키는 유량 흐름 내의 흐름 제한으로 구성됩니다. 베르누이 원리에 따라 유량계를 통과하는 유량은 유량 제한에 따른 차압의 제곱근 함수입니다. 계기는 차압의 제곱근을 취하고 유량을 보여주는 보정된 눈금에 결과를 표시합니다.

선형 유량계는 유량계를 통과하는 유량과 직접적으로 관련된 측정 신호로 구성됩니다.

가장 일반적인 유량계는 특정 값으로 가공된 동심원 원형 구멍이 있는 오리피스로 구성된 차압계입니다.

오리피스는 흐름을 제한하는 반면 제한의 업스트림 및 다운스트림 측에 있는 압력 탭은 필요한 차압을 제공합니다.

공정 유체가 업스트림 파이프라인에서 계기로 통과할 때 오리피스의 제한으로 인해 제한을 통과하는 유체의 속도가 증가합니다. 제한 내에서 압력 수두의 일부가 속도 수두로 변환됩니다.

제한을 통과한 후 속도 수두가 다시 압력 수두로 변환되어 흐름이 느려집니다. 이 관계 뒤에 숨어 있는 물리적 법칙을 알면 압력 차이에 따라 유량을 결정할 수 있습니다. 방정식을 통해 작업하면 오리피스 플레이트 전체에 걸친 차압의 제곱근이 오리피스를 통과하는 유속의 함수라는 것을 알 수 있습니다.

오리피스 플레이트가 널리 수용되는 이유는 작동이 간단하기 때문입니다. 차압을 판독하기 위해 쉽게 사용할 수 있는 장비를 사용하여 통합할 수 있으며 설계 흐름 요구 사항을 충족하도록 쉽게 제조할 수 있습니다. 북미에서는 American Society of Mechanical Engineers 표준(ASME-MFC-3M) 또는 American Petroleum Institute(API) 표준 2530에서 개발한 표준을 사용하여 오리피스 크기를 조정할 수 있습니다. 이 표준은 차압 탭 위치에 대한 요구 사항을 제공합니다. 오리피스 플레이트의 홀드 직경 크기를 결정하는 방법.