투여, 혼합 또는 제품 전달을 위한 장비를 지정할 때 구별이 중요합니다. 기술적으로 올바른 체적 판독값은 계산에 사용된 밀도가 잘못된 경우 여전히 잘못된 질량 총계를 생성할 수 있습니다.
질량 흐름과 체적 흐름의 차이점은 무엇입니까?
질량유량단위 시간당 재료 수량을 설명합니다.체적 유량단위 시간당 점유 공간(일반적으로 m³/h 또는 L/min)을 나타냅니다. 단상 액체의 경우 동일한 작동 조건에서 질량 유량=밀도 × 체적 유량의 관계가 있습니다.
코리올리스 계기는 별도로 가정된 공정 밀도를 제공하지 않고도 질량 유량을 측정할 수 있습니다. 대조적으로, 대부분의 자기식 및 이동 시간 초음파 계량기는 체적 유량을 측정합니다. 읽기질량 유량 대 체적 유량 비교한 수량을 다른 수량보다 선택하는 것이 더 넓은 의미를 갖기 때문입니다.
코리올리스 액체 질량 유량계의 작동 방식
진동 및 위상 변화
코리올리스 센서에는 제어된 주파수에서 진동하도록 구동되는 하나 이상의 튜브가 포함되어 있습니다. 액체가 정지해 있으면 픽업 센서가 기준 진동 패턴을 감지합니다. 흐름에 따라 움직이는 액체는 약간의 비틀림 반응을 일으키므로 입구와 출구 근처의 지점이 더 이상 정확히 동시에 움직이지 않습니다.
트랜스미터는 이 위상 또는 타이밍 차이를 측정하고 기기의 교정을 사용하여 질량 흐름을 계산합니다. 이는 속도를 측정하고 추정된 밀도를 곱하는 것이 아니라 움직이는 질량의 기계적 효과를 측정하는 것입니다.Endress+Hauser의 코리올리 원리 설명튜브 동작을 보여줍니다. FlowT는 별도의코리올리스 작업 원리 기사더 자세한 내용이 필요한 독자를 위해.
밀도, 온도 및 부피
또한 많은 코리올리스 장비는 튜브의 공진 주파수로부터 밀도를 계산합니다. 튜브 내부 액체의 유효 질량은 튜브가 진동하는 방식에 영향을 미칩니다. 온도 감지는 튜브 강성의 변화를 보상하는 데 도움이 됩니다. 그런 다음 트랜스미터는 측정된 질량 유량 및 밀도로부터 체적 유량을 도출할 수 있습니다. 이러한 변수를 출력으로 사용할 수 있는지 여부는 모델에 따라 다릅니다.
직접 질량 측정은 레시피나 재료 균형이 리터가 아닌 킬로그램으로 지정되는 경우 유용합니다. 단점으로는 구매 비용, 장비 무게, 압력 손실, 특정 진동이나 가스 동반 조건에 대한 민감도 등이 있습니다. 이러한 절충안은 FlowT에서 검토됩니다.코리올리스의 장점과 한계논의.
열식 질량 유량계가 액체를 측정하는 방법
특수 열 액체 센서는 흐르는 유체가 열을 전달하는 방식을 측정합니다. 설계에 따라 전자 장치는 온도 차이를 유지하거나 부과된 열 입력이 온도 분포를 어떻게 변화시키는지 모니터링합니다. 센서 신호는 의도된 액체에 대해 개발된 교정을 통해 질량 흐름과 관련됩니다.
이 방법은 특히 선택된 저유량 투여 및 실험실 시스템과 관련이 있습니다. 열용량 및 열전도율을 포함한 열적 특성은 반응에 영향을 미칩니다. 따라서 교정을 고려하지 않고 다른 유체로 대체하면 잘못된 결과가 나올 수 있습니다.Bronkhorst가 액체 열 감지를 설명합니다.일반적인 운영 접근 방식 간의 차이점.
가스열량계를 액체계로 취급하지 마십시오.예를 들어, FlowT의열 질량 흐름 제품 카테고리주로 가스 서비스 애플리케이션을 다룹니다. 액체 응용 분야에는 적절한 습식 재료 및 교정을 통해 액체용으로 명시적으로 설계 및 지정된 모델이 필요합니다.
액체 질량 유량을 계산하는 방법
질량 유량이 체적 측정기에서 파생되는 경우 다음을 사용합니다.
질량 유량(kg/h)=밀도(kg/m3) × 체적 유량(m3/h)
라인에 5m3/h의 액체가 운반되고 작동 조건에서 실제 밀도가 950kg/m3라고 가정합니다. 정확한 질량유량은 4,750kg/h입니다. 대신 컨트롤러가 1,000kg/m³를 가정하면 5,000kg/h~250kg/h가 너무 높게 보고되거나 올바른 값에 비해 약 5.3%가 보고됩니다.
이는 측정된 플랜트 결과가 아닌 예시적인 계산입니다. 이는 측정값과 해당 단위가 모두 호환 가능한 조건을 참조해야 하는 이유를 보여줍니다. 다양한 밀도의 경우 순간 관계는 유효하지만 총 질량은 단일 밀도 가정으로 계산하기보다는 연속 측정을 통해 누적되어야 합니다.
직접 질량 측정과 부피 기반 방법
| 기술 | 측정 수량 | 언제 고려해야 하는가 | 중요한 한계 |
|---|---|---|---|
| 코리올리스 | 직접 질량; 종종 밀도 | 대량 기반 배치, 다양한 밀도 | 비용, 압력 손실, 가스 및 기계적 조건 |
| 전용 액체 열 | 질량 흐름을 생성하는 보정된 열 전달 반응 | 적합한 낮은 액체 흐름 | 유체별 열 특성 및 교정 |
| 전자기 | 체적 흐름 | 전도성 액체, 부피가 충분하거나 신뢰할 수 있는 밀도 사용 가능 | 적절한 전도성과 전체 파이프가 필요합니다. |
| 클램프온 초음파 | 일반적으로 체적 흐름 | 적절한 음향 조건을 갖춘 라인 개조 | 파이프 특성, 기포, 전체 파이프 조건 |
전자기 계량기는 자기장의 액체 속도로부터 유량을 계산합니다. 부피를 보고하는 데 밀도가 필요하지 않지만, 나중에 식물이 결과를 질량으로 변환하는 경우 밀도가 중요합니다. 보다자기 유량계가 유량을 측정하는 방법그리고 사용 가능한전자기 유량계 범위적합한 전도성 액체 응용 분야에 적합합니다.
기존 물 또는 호환 가능한 공정 파이프의 경우클램프형 초음파 측정기선을 자르는 것을 피할 수 있습니다. 부피 판독에는 질량을 계산하기 위한 유효한 밀도 입력이 필요합니다. 설치 차이점은 다음에서 설명합니다.클램프온 대 인라인 초음파 측정.
액체 질량 흐름 측정 오류의 원인은 무엇입니까?
저유량에서의 제로 오프셋
코리올리스 영점 조정은 기기의 비유량 기준을 설정합니다. 제조업체의 절차에 따라 유량계가 가득 차고 액체가 안정적이며 실제 흐름이 중단되어야 합니다. 잘못된 0은 낮은 유량에서 중요해지는 거의 일정한 오프셋을 생성할 수 있습니다.
설명을 위해 오프셋으로 인해 시스템이 0.2kg/h 높이를 읽는다고 가정합니다. 100kg/h에서 오류는 0.2%입니다. 10kg/h에서는 2%가 됩니다. 이는 특정 제조업체의 정확도를 설명하지 않습니다. 이는 정상 유량뿐만 아니라 필요한 최저 작동 지점에서 계기를 평가해야 하는 이유를 보여줍니다.
가스 기포와 진동
연행 가스는 코리올리스 관의 반응을 변경하고 밀도 또는 질량 흐름 판독값을 왜곡할 수 있습니다. 결과는 기포 분포, 점도, 흐름 방식 및 기기의 신호 처리에 따라 달라집니다. 일부 모델에는 2상 흐름 기능이 포함되어 있습니다. 모든 모델에 대해 이를 가정할 수는 없습니다.연행 가스에 관한 에머슨의 기술 백서애플리케이션 제약 조건과 버블 동작의 중요성을 자세히 설명합니다.
외부 기계적 진동, 파이프 응력 및 잘못된 장착도 코리올리스 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 신호 댐핑을 변경하거나 영점 조정을 시도하기 전에 설치 지침을 확인하십시오.
유체 특성과 설치 불일치
열 액체 계측기의 경우 잘못된 유체 교정이 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 자기식 계량기의 경우 전도성이 부족하거나 파이프가 불완전하게 채워지면 신뢰할 수 있는 부피 측정이 불가능할 수 있습니다. 초음파 시스템의 경우 잘못된 벽 두께, 불량한 센서 연결 또는 기포로 인해 신호가 저하될 수 있습니다. 송신기 전자 장치보다는 애플리케이션에 결함이 있을 수 있습니다.
올바른 방법을 선택하는 방법
- 필요한 출력을 정의합니다.프로세스는 킬로그램, 리터, 농도 또는 배치 총량으로 제어됩니까? 부피가 이미 의무를 충족하는 경우 직접 질량 측정에 대한 비용을 지불하지 마십시오.
- 액체를 특성화하십시오.밀도 범위, 점도, 전도도, 온도, 압력, 고체 및 예상되는 동반 가스를 기록합니다. 열 계측기의 경우 교정에 사용되는 정확한 액체 또는 혼합물을 식별하십시오.
- 전체 유량 범위를 지정합니다.파이프 직경뿐만 아니라 최소, 일반 및 최대 유량을 제공합니다. 계기의 저유량 한계, 정확도 기준, 압력 손실 및 제로 안정성 조건을 검토합니다. 그만큼유량 측정 선택 가이드이러한 작동 조건이 크기 조정에 어떤 영향을 미치는지 설명합니다.
- 설치 및 수명주기 비용을 비교하십시오.코리올리스 설치는 대량 기반 투여에 대한 더 높은 초기 비용을 정당화할 수 있습니다. 밀도가 일정한 공정수에는 신뢰할 수 있는 밀도 입력을 갖춘 용량 측정기로 충분할 수 있습니다. 종료 요구 사항, 서비스 액세스 및 교정 비용을 포함합니다.
- 측정 체인을 확인하십시오.PLC가 체적 유량에 밀도를 곱하는 경우 단위, 업데이트 속도 및 신호 스케일링을 확인하십시오. 역할은유량 트랜스미터 및 그 출력컨트롤러에 값을 전달할 때 중요합니다.
작업된 선택 예: 가변 밀도 혼합
레시피에 배치당 2,000kg의 농축액이 필요한 가상의 액체 혼합 공정을 생각해 보십시오. 성분이 혼합됨에 따라 온도와 구성이 변하므로 용적 측정기에 입력된 고정 밀도는 더 이상 액체를 나타내지 않을 수 있습니다. 코리올리스 유량계는 유량 범위, 압력 손실 및 유체 상태가 허용 가능한 경우 전달된 질량을 직접 합산하기 때문에 논리적인 후보입니다.
체적 측정기는 자동으로 부적합하지 않습니다. 신뢰할 수 있는 인라인 밀도 측정이 가능하고 프로세스 제어 시스템이 동기화된 값을 올바르게 결합하는 경우 계산된 질량은 적절한 정확도 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 두 가지 방식의 전체 불확실성과 설치 비용을 비교합니다. 더 비싼 센서가 항상 더 나은 전체 프로세스 결과를 생성한다고 가정하지 마십시오. 이는 보고된 고객 설치가 아닌 가상의 조건입니다.
정확도를 비교하고 결과를 확인하는 방법
사양이 판독값의 백분율로 명시되어 있는지 아니면 실제 크기로 명시되어 있는지 항상 확인하십시오. 가상의 1,000kg/h 실제 규모 장비의 경우 전체 규모의 ±0.5%는 ±5kg/h에 해당합니다. 100kg/h의 작동 속도에서 이는 판독값의 5%에 해당합니다. 대조적으로 판독값의 ±0.5%는 동일한 지점에서 ±0.5kg/h에 해당합니다. 실제 사양에는 안정성, 반복성 또는 기타 조건이 전혀 추가되지 않을 수 있습니다.
교정에서는 전체 측정 결과를 관련 유량 지점에 대한 적절한 기준과 비교해야 합니다. 액체 질량 흐름의 경우 중량 분석법은 측정된 시간 동안 수집된 질량을 결정합니다.NIST는 액체 중량 측정 교정 표준을 설명합니다., FlowT는액체 흐름 교정 설명오류, 추적성 및 문서화를 다룹니다. 공장 정확도 수치는 설치된 프로세스를 검증하는 대신 사용할 수 없습니다.
자주 묻는 질문
전자 유량계가 질량 유량을 보고할 수 있습니까?
신뢰할 수 있는 밀도 정보가 트랜스미터나 제어 시스템에 제공되면 계산된 질량 흐름을 보고할 수 있습니다. 기본 센서는 체적 측정기로 유지됩니다.
코리올리스는 항상 계산된 질량 흐름보다 더 정확합니까?
아니요. 성능은 특정 기기, 교정, 공정 조건 및 밀도 불확실성에 따라 달라집니다. 측정 원리만 비교하기보다는 실제 작동 조건에서 전체 불확도를 비교하십시오.
열 질량 유량계는 모든 액체를 측정할 수 있습니까?
아니요. 특수 액체 모델이 존재하지만 열 반응은 유체 특성과 보정에 따라 달라집니다. 승인된 액체, 작동 범위 및 습식 재료 호환성을 확인하십시오.
액체 질량 유량계에는 직선 파이프가 필요합니까?
요구 사항이 다릅니다. 코리올리스 계기는 일반적으로 많은 체적 측정 기술보다 업스트림 속도 프로파일에 덜 의존하지만 배관 응력과 기계적 지지는 여전히 중요합니다. 정확한 모델 매뉴얼을 따르십시오.
결론
액체 질량 흐름은 코리올리스 기술로 직접 측정하거나, 보정된 액체 열 반응을 통해 추론하거나, 측정된 부피 및 밀도로부터 계산할 수 있습니다. 올바른 접근 방식은 실제 흐름 및 유체 특성 범위 전반에 걸쳐 프로세스 요구 사항을 충족하는 접근 방식입니다.
FlowT는 산업용 전자기 및 초음파 측정 옵션을 제공합니다. 이는 직접적인 코리올리스 액체 질량 측정기로 표시되어서는 안 됩니다. 프로젝트 평가의 경우,FlowT 팀에 액체, 파이프 및 측정 요구 사항을 보내십시오.밀도 환산을 통한 부피 측정이 적절한지 확인합니다.
