Coriolis 질량 유량계 (Coriolis Mass Flowmeter) 정리 (특징, 장점, 단점 등)
Coriolis 질량 유량계 (Coriolis Mass Flowmeter) 정리 (특징, 장점, 단점 등)
Coriolis 질량 유량계 (Coriolis Mass Flowmeter) 정리
1. Coriolis 질량 유량계란?
Coriolis 질량 유량계는 회전하는 좌표계에서 물체의 질량과 이동 속도에 의해 발생하는 Coriolis 힘을 이용하여 유체의 유량을 측정하는 계측기
- Coriolis 힘: 회전하는 좌표계에서 물체에 작용하는 겉보기 힘
- Coriolis 효과: 움직이는 물체가 속도에 대해 수직으로 편향되도록 작용하는 효과
Coriolis 질량 유량계는 U자형 튜브의 고유 진동수를 활용하여 튜브 내 유체가 흐를 때 발생하는 Coriolis 힘을 측정하고,
이를 통해 질량 유량과 밀도를 계산
2. 작동 원리
1) 진동 발생: U자형 튜브가 고유 진동수로 위아래로 진동
2) Coriolis 힘 발생: 유체가 튜브 내를 흐르면서 진동 방향에 따라 유체의 질량과 유속에 비례하는 Coriolis 힘이 발생
- 유입 시와 유출 시의 Coriolis 힘 방향이 반대이므로 튜브에 비틀림이 생김
- 비틀림 각도는 Coriolis 힘에 비례하며, 이를 측정해 질량 유량을 계산
3) 밀도 측정: 유체의 고유 진동수를 측정하여 밀도를 계산
3. 특징
1) 높은 정확도 : 액체 ±0.1%, 기체 ±0.5%
2) 유체의 점도 및 밀도 영향 없음
3) 모든 유체의 유량 측정 가능
4) 직관부 불필요
5) 유속 분포나 레이놀드 수의 영향을 받지 않음
6) 밀도 측정 가능
7) 유체의 고유 진동수를 이용
4. 장점
1) 다양한 유체(액체, Slurry, 기체) 측정 가능
2) 설치가 용이 (직관부 필요 없음)
3) Orifice나 와류 유량계보다 간단한 설치
4) 온도, 압력, 점도 변화의 영향을 받지 않음
5) 유지보수가 용이 (가동부 없음)
6) 밀도 및 질량 유량 신호 동시 제공
5. 단점
1) 대구경 파이프에 적용이 어렵고 비용이 높음
2) 저압 가스(150psig 이하) 측정에 한계
3) 진동에 의한 압력 손실 발생 가능
4) 특정 유량 구간에서 정확도가 낮아질 수 있음
6. 구조 및 주요 부품
1) 몸체: 유체가 흐르는 입구와 출구를 포함
2) 진동관(튜브): Coriolis 힘을 발생시키는 역할
3) 구동 장치: 튜브를 일정한 진동수로 진동시키는 장치
4) 측정 센서: Coriolis 힘과 튜브 비틀림 각도를 검출
5) 보정 센서: 유체 온도 변화에 따른 튜브의 진동 특성 보정
6) 전기 회로부: 측정 신호를 질량 유량 및 밀도 신호로 변환
7) 하우징: 내부 부품 보호
7. 설치 시 고려사항
1) 수평 설치
- 유체가 Liquid일 경우 센서가 아래쪽, Gas일 경우 위쪽으로 향해야 함
2) 수직 설치
- 유체가 아래에서 위로 흐르도록 설치
3) 캐비테이션 방지를 위해 스트레이너와 압력 유지 필요
4) 진동에 의한 오차를 방지하기 위한 추가 옵션 고려
Coriolis 질량 유량계는 부피 유량계와 달리 유체의 온도, 압력, 밀도 변화에 관계없이 질량 유량을 직접 측정하며, 다양한 산업 분야에서 높은 정확성과 신뢰성으로 널리 사용됩니다