Coriolis Mass Flowmeter 구조와 작동 원리 – 정확한 질량 유량 측정
1. Coriolis Mass Flowmeter란?
Coriolis Mass Flowmeter는 유체의 흐름에 따라 발생하는 Coriolis force를 이용해 질량 유량을 측정하는 장비이다. 이 기술은 부피 유량 대신 질량 유량을 직접 측정할 수 있어 정확도가 매우 높으며, 다양한 유체(액체 및 가스) 측정에 사용된다.
2. Coriolis Mass Flowmeter의 구조
(1) 유량 튜브(Flow Tube)
유체가 통과하는 관으로, 일반적으로 U자형 또는 직선형 튜브로 설계된다. 유량 튜브는 진동을 생성하고 측정하는 데 중요한 역할을 한다.
(2) 구동기(Driver)
유량 튜브에 진동을 생성하는 장치로, 일정 주기로 튜브를 진동시킨다.
(3) 센서(Sensor)
튜브의 진동 변화를 감지하여 유체의 질량 유량과 밀도를 계산한다.
(4) 변환기(Transmitter)
센서에서 수집된 데이터를 처리하여 유량, 밀도, 온도 등의 값을 출력한다.
3. Coriolis Mass Flowmeter의 작동 원리
- 튜브 진동: 구동기가 유량 튜브를 진동시킨다.
- Coriolis 힘 발생: 유체가 흐를 때 튜브의 진동 방향과 유체의 이동 방향 간 상호작용으로 인해 Coriolis 힘이 발생한다.
- 위상 차 측정: 센서가 튜브의 입구와 출구에서 발생하는 진동의 위상 차이를 측정한다.
- 질량 유량 계산: 위상 차 데이터를 바탕으로 유체의 질량 유량을 계산한다.
4. Coriolis Mass Flowmeter의 특징
장점
- 정확한 질량 유량 측정: 유체의 물리적 상태에 관계없이 직접적인 질량 유량 측정 가능.
- 밀도 및 온도 측정 가능: 유량 외에도 유체의 밀도와 온도를 동시에 측정할 수 있다.
- 유체 특성에 무관: 점도, 유체 종류와 관계없이 높은 정확도를 유지한다. (점도는 어느정도 한계가 있음)
단점
- 비싼 초기 비용: 다른 유형의 유량계에 비해 가격이 높다.
- 복잡한 설치 조건: 진동과 외부 간섭에 민감하여 정확한 설치가 필요하다.
- 설치 시 면간길이에 따른 배관 수정 작업이 별도로 필요
- 유량 범위 제한: 튜브 디자인에 따라 처리 가능한 유량 범위가 제한적이다.
5. Coriolis Mass Flowmeter 사용 시 주의사항
(1) 진동 간섭 방지: 외부 진동이나 기계적 간섭이 없도록 주의해야 한다.
(2) 정기적인 보정: 주기적으로 장비를 점검하고 보정하여 정확도를 유지한다.
- 특히, 유량계를 사용하지 않을 때 (장기/단기) 잔여물로 인한 Tube 손상이 발생하지 않도록 주의한다.
(3) 유량 조건 확인: 제조사가 권장하는 유량 범위 내에서 사용해야 한다.
- 일반적으로 Max 유량을 여유롭게 설정하여 설계하므로 유량 범위는 충분하다.