차압 모니터링을 실제로 적용하다 보면, 차압 트랜스미터의 출력 신호를 4~20mA의 제곱근 신호로 변환해야 하는 경우가 종종 있습니다. 이러한 변환은 유량 측정에 널리 사용되는 차압 원리를 이용하는 산업용 유량 측정 시스템에서 흔히 발생합니다. 차압 유량 측정에 대한 간략한 개요를 통해 차압 트랜스미터가 유량계 작동을 보조하는 역할을 이해할 수 있습니다.
유량계는 복잡한 산업 파이프라인 네트워크에서 유체 유량을 모니터링하는 데 중요한 역할을 하며, 시의적절하고 정확한 유량 측정값을 제공하여 효율적인 자재 관리와 운영 안전에 기여합니다. 차압 방식은 다양한 유량계를 포함하는 주요 유량 측정 기술 중 하나입니다. 이 유량계들은 구조는 다르지만, 압력 차이를 이용하여 유량을 계산하는 핵심 원리를 공유합니다.베르누이 방정식유체 흐름에서 운동 에너지와 위치 에너지로 구성된 총 에너지는 조건에 관계없이 일정하게 유지됩니다. 따라서 차압 유량계의 핵심 요소는 본질적으로 유체의 특정 구간에서 유속을 가속시켜 정수압을 낮추는 유량 조절 장치(오리피스 플레이트, 벤투리관, 피토관, V-콘 등)입니다.
바로 이 지점에서 차압 트랜스미터가 중요한 역할을 합니다. 기존 유량계의 주요 구성 요소는 단순히 기계 장치로, 물리적으로 압력 차이를 발생시키지만 그 값을 직접 측정하고 출력 신호를 생성할 수는 없습니다. 따라서 상류와 하류 사이의 차압을 감지하고 이를 유량 측정값으로 변환하여 출력 신호로 변환해주는 보조 장치가 필요합니다. 이러한 작업은 차압 트랜스미터에 매우 적합한 역할입니다.
차압 측정이 확립된 후에는 차압과 체적 유량 사이의 관계를 어떻게 규명할 수 있는지에 대한 문제가 제기됩니다. 베르누이 방정식과 연속 방정식에 따르면, 발생한 차압(ΔP)과 실제 유체 유량(Q) 사이에는 비선형 관계가 존재합니다.
Q=K√ΔP
여기서 K는 주요 소자의 종류와 유체 밀도, 배관 크기 등 여러 요인에 의해 결정되는 계량기별 계수입니다. 트랜스미터의 원시 4~20mA 신호는 유량에 비례하지 않아 유량 추세를 제대로 나타낼 수 없습니다. 이 문제는 제곱근 추출(SRE)을 통해 해결할 수 있는데, SRE는 원시 ΔP에 제곱근을 취하여 최종적으로 신호가 체적 유량에 비례하도록 만듭니다.
송신기가 내부적으로 SRE(신호 복원)를 수행할 수 없는 경우, 외부 유량 계산기 또는 제어 시스템에서 계산을 처리해야 하므로 신호 라우팅의 복잡성과 오류 발생 가능성이 높아질 수 있습니다. 따라서 최신 DP 송신기는 일반적으로 아날로그 회로에 내장된 신호 SRE 기능을 갖추고 있으며, 4~20mA의 제곱근 값을 출력할 수 있습니다. 또한 DP 송신기는 저유량 차단 기능을 통해 저유량에서 과도하게 증폭될 수 있는 센서 드리프트를 완화할 수 있습니다. 이 소프트웨어 기능은 계산된 유량이 정의된 임계값 아래로 떨어지면 출력을 4mA(유량 0%)로 강제하여 불규칙한 신호와 잘못된 유량 누적을 방지합니다.
차압 유량 측정 시스템은 가장 검증되고 널리 사용되는 유량 제어 기술 중 하나입니다. 뛰어난 장점을 제공하는 동시에 구조 및 원리상의 한계점도 존재합니다.
+ 표준화된 디자인, 검증된 기술
+ 견고하고 내구성이 뛰어난 구조, 움직이는 부품 없음
+ 정확도 및 안정성 향상
- 영구적인 압력 손실
- 좁은 턴다운 비율
- 유체 밀도 및 기타 요인의 변화에 민감함
유체 유량 측정의 효율성과 정확성을 위해서는 적절한 유량계를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 사용자는 작동 요인을 종합적으로 고려함으로써 특정 요구 사항에 부합하는 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다.상하이 왕위안당사는 20년 이상 유량계, 차압 트랜스미터 및 기타 유량 측정용 부속품을 포함한 모든 종류의 측정 및 제어 계측 장비의 제조 및 서비스에 종사해 왔습니다. 추가 문의 사항이나 필요한 제품이 있으시면 언제든지 연락 주시기 바랍니다.
게시 시간: 2025년 8월 25일