안녕하세요~ ㈜레보딕스 입니다.
오늘은 alicat 사의 질량 유량계, 질량 유량 컨트롤러 중 가혹한 작동 조건에서도 정밀한 측정, 제어가 가능한 CODA Coriolis 식 질량 유량계에 대해 소개해 드리겠습니다.
Alicat의 제품들은 기존의 온도 계측 방식을 개선하여 개발된 층류에 의한 차압 계측 방식이 적용되어 업계에서 가장 높은 turn down비율로, 빠르고 정확한 측정, 제어가 가능합니다.
그 중 coda 시리즈는 이러한 차압 계측 방식과도 차별화된 Coriolis 방식을 사용하여 높은 압력과 매우 낮은 유속을 포함한 광범위한 조건에서도 정확한 작동을 보장합니다. 또한 coda 기기는 다양한 액체 및 가스 (부식성 물질을 포함)에 호환되며 최대 4000psia 의 압력과 40g/h의 유속에서 정확한 성능으로 사용할 수 있습니다.
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coda 시리즈의 특징인 Coriolis 방식의 원리는 무엇인지 알아보겠습니다
Coriolis 힘, 소위 전향력은 회전하는 reference 내의 물체가 움직일 때 초기 경로에서 편향된 것 처럼 보이는 현상을 말하는 것으로써 물체의 속도가 같다면 질량에 비례하여 나타납니다.
이러한 Coriolis 힘 때문에 지구의 북반구에서는 태풍이 시계 반대 방향으로 회전하고 남반구에서는 시계방향으로 회전하게 됩니다.
이와 같이 Coriolis 힘은 회전하는 좌표계의 외부에서 볼 때 물체를 편향하게 만드는 가상의 힘으로 이러한 Coriolis 힘의 특성을 이용하여 질량 유량을 측정할 수 있습니다.
열 또는 차압 기반 질량 유량계와 같은 표준 질량 유량 장치는 알려진 유체의 특성과 측정된 온도 변화 또는 체적 유량 값을 함께 사용하여 질량 유량을 계산합니다. 그러나 Coriolis 작동 원리를 기반으로 하는 질량 유량계는 이러한 유체의 속성에 의존하지 않고 직접 질량 유량을 측정할 수 있다는 점에서 독특합니다.
이것은 Coriolis 효과를 활용함으로써 가능한데요, 기기 안의 미세 튜브는 전자기적으로 작동하며 이동하는 reference로 작용합니다. 기기에 들어가는 모든 유체는 움직이는 튜브를 통해 이동하고 처음 의도한 경로에서 매우 작은 편향을 일으킵니다. 이때 튜브의 다른 두 지점 사이에 진동 위상이 변하게 되고 센서를 통해 편향의 크기를 측정할 수 있습니다.
이러한 편향은 유체의 질량에만 의존하므로 Coriolis 기기는 유체의 특성, 구성 및 온도에 관계 없이 정확한 질량 유량을 측정할 수 있습니다.
coda 시리즈 작동원리
1. 튜브는 전자기적으로 작동되어 튜브 고유의 공진 주파수에서 고정된 진동수로 진동을 생성합니다.
2. 유체의 흐름이 없는 상태에서 C1 지점과 C2 지점의 진동 주파수는 위상이 같습니다.
3. 기기에 유체가 들어와 튜브를 통해 흐름이 발생하면 진동에 변화가 일어나고 이는 튜브의 비틀림을 유발합니다.
4. 튜브의 비틀림은 C1과 C2 두 지점의 주파수 위상 변화를 발생시킵니다.
5. 일련의 센서는 질량 유량에 정비례하는 두 지점의 위상 변화 크기를 측정합니다.
6. PCB는 센서 데이터를 질량 유량 측정값으로 변환합니다.
그러면 어떤 경우에 Coriolis 기기를 사용할까요
Coriolis 기기는 질량 유량을 측정하는 가장 정확한 방법일 뿐만 아니라 여러 가지 고유한 기능도 갖추고 있습니다.
다양한 응용 분야에서 Coriolis 미터를 사용할 때
고려해야 할 4가지 중요한 사항
1. 질량 유량을 직접 측정하기 원하십니까? 유체 밀도를 알고 있습니까?
Coriolis 미터는 유량 경로 외부에 광학 센서를 사용하여 튜브 진동의 변화를 감지하여 질량 유량 및 유체 밀도를 직접 측정할 수 있습니다.
이러한 측정 방법은 압력 변화에 의존하지 않으며 유일한 온도의 영향은 기계, 전자적입니다. 따라서 Coriolis 방식의 측정 기술은 다른 기술 보다 훨씬 작은 zero shifts 를 갖습니다.
2. Aggressive fluid 를 측정하기 원하십니까?
Coriolis 유량계는 다른 유량계 기술과 호환되지 않는 aggressive fluid를 포함하여 광범위한 액체 및 가스와 호환될 수 있습니다. Alicat 의 coda 시리즈는 all-metal seal과 함께 사용할 수 있으므로 공정 유체와의 화학적 호환성이 우수합니다.
3. 극한 조건에서 작업하고 있습니까?
Coriolis 미터는 매우 높은 온도와 매우 낮은 유속을 포함한 광범위한 조건에서 정상적으로 작동할 수 있습니다.
Coda는 시간당 40 ~ 100,000g 의 전체 작동 범위 옵션을 제공합니다. 또한 coda 시리즈는 -30°C ~ 70°C 에서 작동하며 작동 압력의 최대 3배에 달하는 파열 압력을 견딜 수 있습니다. 고압 사양의 파열 압력은 최대 12000psi 에 달합니다.
4. 유체 구성이 알려지지 않았거나 변화하고 있습니까?
Coriolis 질량 유량계는 유체 특성(점도, 밀도, 압축성)에 의존하여 측정하지 않습니다. 따라서 Coriolis 미터는 유체의 정확한 구성을 알 수 없거나 변경되는 경우에도 정확한 질량 유량을 측정할 수 있습니다.
5. 이 외에 부가적으로 Coriolis 질량 유량계는 높은 정확도와 유연성으로 인해 다른 기술보다 비용이 많이 드는 경향이 있으므로 비용적인 측면을 고려할 필요가 있겠습니다.
Coriolis 질량 유량계는 다른 질량 유량 측정 솔루션과 차별화되고 많은 응용 분야에서 사양하기에 이상적인 주요 기능들을 가지고 있습니다.
Coriolis 유량계의 구체적인 장점
1. 직접적 질량 유량 측정
앞에서 설명 드린 바와 같이 Coriolis 기기는 액체와 기체의 질량 유량을 직접 측정합니다. 기기내의 진동 튜브를 통해 전달된 유체는 튜브의 진동 위상 차를 발생 시키고 이를 센서로 측정하여 질량 유량을 계산합니다. 이러한 측정 방식은 압력 및 온도와 같은 조건과 무관하므로 프로세스 전반에 걸쳐 조건이 변경되더라도 측정 정확도가 일정합니다.
2. 유체 구성과 무관한 측정
Coriolis 기기는 알려진 유체 특성에서 계산하는 방법 대신 질량 유량을 직접 측정하기 때문에 공정 유체의 구성을 알 수 없거나 변경되는 경우에도 사용할 수 있습니다.
유체가 기기의 접액 재질과 호환되는 한 유체의 구성의 변화는 측정 정확도에 영향을 미치지 않습니다.
3. 공정 유체의 변경
단일 Coriolis 기기로 측정 유체를 다양하게 전환할 수 있습니다. 유체를 전환하기 전에 기기를 완전히 flush하고 새 유체를 사용할 때마다 기기의 무게를 재는 것으로 유체 사이를 전환할 수 있습니다
4. 넓은 동작 범위
Coriolis 기기는 높은 동작 범위에서 작동합니다. Alicat의 coda 시리즈는 500 :1의 turn down ratio를 가집니다. 이는 전체 규모의 유량이 최소 측정 가능한 유량보다 500배 더 높음을 의미합니다. 기기의 기술 사양을 확인하고 동작 범위가 애플리케이션에 충분한지 확인하세요.
5. 빠른 응답성
Coriolis 기기의 이러한 작동 성능은 기기의 속도를 저하시키지 않습니다. Coriolis 질량 유량계는 예 및 MEMs 기술에 필적하는 응답 시간을 가지며 thermal bypass 질량 유량계보다 훨씬 빠릅니다. Alicat의 표준 coda 시리즈 기기는 T98 응답 시간(새로운 유속의 98%에 도달하는 데 걸리는 시간)이 미터의 경우 100ms, 컨트롤러의 경우 500ms 로 낮습니다.
6. 컴팩트한 패키지
Coriolis 기기는 small form factor를 자랑하므로 공간이 협소하거나 제한된 응용 분야에 적합합니다. 예를 들어 coda km 미터의 경우 무게가 0,7kg 을 넘지 않으며 가장 큰 치수가 107mm정도 입니다. 이러한 Coriolis 장비는 기능 저하 없이 컴팩트한 사이즈를 구현합니다.
7. 연간 재교정 불필요
대부분의 질량 유량계는 매년 재교정이 필요하지만 Coriolis 미터와 컨트롤러는 재교정이 필요 없습니다. 따라서 기기의 초기 구입 비용은 다른 방식의 계측기 보다 높을 수 있지만 재교정 비용 절감의 측면에서 유지 보수 비용이 절감됩니다.
8. 편리한 시스템 통합
Coriolis 기기는 방향, 위치에 민감하지 않으므로 모든 방향으로 장착 할 수 있어 다양한 응용 분야의 요구사항에 유연하게 대처할 수 있습니다.
또한 연결 라인이 직선일 필요도 없어 복잡한 시스템에 쉽게 통합될 수 있습니다. 이는 필요에 의해 시스템을 Coriolis 기기로 대체할 경우 전환으로 인한 지체가 최소화 됨을 의미합니다.
지금까지 Alicat 사의 Coriolis 방식 질량 유량계, 컨트롤러에 대해 소개해드렸습니다. ㈜레보딕스는 Alicat사의 제품에 대해 기술상담, 제품공급, 설치, 작동교육, AS까지 모두 책임지고 있습니다. 제품에 대한 문의 사항은 전화로 연락 주시거나 카카오톡으로 연락 주시면 전문영업상담팀에서 자세히 상담해드리도록 하겠습니다.
㈜레보딕스에서는 Alicat사의 제품 외에도
검증된 브랜드의 다양한 lab 펌프, lab 장비, 소모품 등을 취급하고 있으니 많은 관심 부탁 드립니다~
감사합니다.
