1. 개요
유체를 연속으로 직접 질량으로 계측하는 유량계가 개발된것은 1982년정도에 개발 되었지만은 실제적으로 지금과 같이 개발 된것은 1985년 부터 시작되었습니다.
그 이전까지 유체의 직접질량 측정은 [저울]로 계량을 하여 측정하는 방법밖에 없었습니다.
다시 말해서 유체의 연속계량은 부피(체적)로 측정을 하여 온도 밀도 압력을환산한 것으로 부피를 질량으로 치환하여 사용하였습니다.이렇게 질량유량을 측정하다 보니 각각의 Sensor의 계측오차가 가산되고 또한 설비투자로 인한 비용 상승이 문제가 되고 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 Coriolis식 질량유량계 입니다.이 유량계는 온도 밀도 압력의 보정을 실시하지 않고 직접,연속으로 질량 유량을 계측할 수 있습니다.
이후부터 질량유량계의 구조 및 간단한 원리에 대하여 설명을 드리겠습니다.
2. 질량 측정이 필요한 이유
두개의 드럼통(각각 100kg)이 천칭저울에서 균형을 이루고 있을때 드럼통속의 온도 차에 의해 나타나는 형태를 아래 그림에 나타 냅니다. 그런데 이것을 ℓ에 1원단위로 환산을 했을 경우라고 가정을 해보면 15℃의 경우에는 100ℓ에 100원 90℃의 경우에는104ℓ에 104원이라는 금액의 차이가 발생하게 됩니다. 만약 이것을 년간 100억원의 거래가 이루어진다고 한다면 실제로는 4억원의 차액이 발생하게 됩니다.
그렇다면 왜 질량이 필요한가에 대해서는 아시리라 생각합니다.
3. Coriolis Force란?
Coriolis Force 라는 것은 1792년 프랑스기계기술자 Gaspard Coriolis라는 사람이 수학적으로 그 힘을 정리한 것으로 그의 이름을 기념하여 오늘에 이르고 있습니다.회전 원반상의 축 심에서 외주방향으로 그림2와 같이 구를 발사했을때 구의
궤도는 회전방향과 반대방향으로 궤도가 어긋나서 나갑니다. 또 이것과는 역으로 외주에서 축심으로 그림3과 같이 구를 똑바르게 발사했을떄 구의 궤도는 회전방향에따른 방향으로 어긋나서 갑니다.
4. Coriolis 유량계의 구조
Coriolis 유량계는 아래 그림과 같이 기본적으로 기계부품으로 유출 유입구의 Flange와 유로를 2개로 나누는 Manifold 그리고 2개의 Flow tube만으로 구성되어 있습니다. 이때 질량유량을 계측하는 전자부품으로는 Pick up Coil. 전자Oscillator. Temp sensor가 있으며 각각의 기능으로는 아래와 같습니다.
전자 Pick up Coil은 좌우 각각에 설치되어 Tube의 뒤틀림에 의한 위상차 신호를 검출합니다.
전자Oscillator는 Tube를 고유 진동주파수로 진동시키는 작용 을 합니다
온도Sensor는 Tube의 열변화에 의한 탄성계수를 보정하는 작용을 합니다.
