코리올리 질량 유량계의 작동 원리 및 유지보수

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안녕하세요, 여기는 공정제어 전문가입니다. 지난 회에는 질량 유량계에 문제가 생겼을 때 어떻게 원인을 파악해야 하는지에 대해 설명드렸습니다. 오늘은 코리올리식 질량 유량계의 작동 원리와 일상적인 관리 방법에 대해 알아보겠습니다. 현재 시중에 있는 질량 유량계들은 대부분 코리올리 원리를 기반으로 작동합니다. 이제 그 원리가 과연 어떤 것인지 살펴보도록 하겠습니다. 코리올리 질량 유량계의 측정 부분은 주로 탄성 측정관, 자극 장치, 신호 수집 장치, 폐루프 자기강화 증폭 장치 등으로 구성됩니다.작동 원리는 다음과 같습니다. 탄성 진동 유닛이 탄성 측정관을 중심으로 하는 민감한 구조를 공진 상태로 유지시키며, 측정관은 “굽힘 주진동”을 합니다. 질량 유량이 진동하는 측정관을 통과할 때 발생하는 “코리올리 효과”로 인해, 측정관은 위에서 언급된 “주진동”에 더해, 흐르는 “질량 유량”과 직접 관련된 “비틀림 부진동”을 일으킵니다. 측정관의 “복합 진동”을 검출함으로써 유체의 질량 유량을 직접 알아낼 수 있습니다.분명히, 코리올리 질량 유량계가 안정적이고 신뢰성 있게 작동하려면 이상적인 진동 상태를 유지하는 것이 핵심이며, 즉 실제 응용에서 그 영향을 억제하거나 가능한 한 줄여야 합니다. 질량 유량계를 설치할 때, 만약 유량계의 센서 플랜지가 파이프의 중심축과 정렬되어 있지 않거나(즉, 센서 플랜지와 파이프 플랜지가 평행하지 않은 경우), 혹은 파이프의 온도가 변하면, 파이프에서 발생하는 응력이 압력, 비틀림력, 장력으로 작용하여 질량 유량계의 측정관에 영향을 미칩니다. 이로 인해 검출 프로브에 불균형이 생기거나 변형이 일어나고, 결국 제로 포인트가 치우치게 되어 측정 오차가 발생합니다.그렇다면 다음 두 가지 측면에 주의를 기울여야 합니다: (1) 유량계 설치 시 규격을 엄격히 준수해야 합니다.(2) 유량계를 설치한 후에는 “제로 조정 메뉴”를 불러와서 공장에서 설정된 제로 값을 기록해 둡니다. 제로 조정이 완료된 후에는 현재의 제로 값을 확인합니다. 만약 두 값의 차이가 크다면(두 값은 같은 숫자 척도 내에 있어야 함), 이는 설치 시 발생한 응력이 너무 크다는 것을 의미하므로 다시 설치해야 합니다. 질량 유량계의 유지보수도 지속적인 실천과 탐구를 통해 정리된 일련의 방법입니다.1. 장비 기록의 작성: 질량 유량계에 대한 기록을 작성하는 것은 매우 중요합니다. 이를 통해 질량 유량계의 일상적인 유지보수와 관리가 용이해집니다.그중 장비 기록에는 가능한 한 질량 유량계의 설치 위치, 측정되는 매체의 이름, 매체의 작동 조건, 파이프의 내경, 질량 유량계의 내부 설정 값, 정상 유량, 최대 유량 등의 정보가 포함되어야 하며, 또한 각 검사 시의 합격 증명서와 일상적인 점검 및 수리 기록도 포함되어야 합니다.2. 영점 조정: 질량 유량계를 가동하기 전에, 압력이 가해진 상태에서 유량계의 영점을 맞춰야 합니다. 그 절차는 다음과 같습니다: (1) 유량계가 설치된 후, 전원을 켜서 질량 유량계를 약 30분간 예열시킵니다. 이 시간 동안 유량계의 내부 파라미터를 확인하거나, 출력 회로와 네트워크 데이터 수집 기능을 점검할 수 있습니다.(2) 배관 조작: 계량기 앞쪽과 뒤쪽의 밸브를 순차적으로 열고, 바이패스 밸브는 닫아서 측정되는 유체가 유량계 내에서 정상적으로 흐를 수 있도록 합니다. 유량이 안정된 후에는 계량기 뒤쪽의 밸브를 닫고 누출이 없는지 확인해야 합니다. 이때 반드시 질량 유량계 내부가 유체로 가득 차 있어야 합니다.(3) 유량계의 “실제 영점”이 안정적인지 확인해야 합니다. “실제 영점”이 안정되고, 소신호를 제거하는 값도 0이 되었을 때에만 영점 조정을 진행할 수 있습니다.(4) 영점 조정이 완료된 후, 밸브를 열어 파이프라인의 정상적인 작동을 회복시킨다.3. 질량 유량계 네트워크 데이터 모니터링의 실현을 위해, Sinopec 시스템의 내부 계측 데이터 수집 네트워크는 분산형 수집 워크스테이션과 서버/클라이언트 기반의 데이터 공유 구조를 사용합니다. 데이터 수집은 계측기 계층, 데이터 수집 계층, 데이터 관리 계층의 세 단계로 나뉩니다. 데이터 수집 네트워크를 통해 현장의 계측기들의 작동 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 이상이 발생하면 즉시 감지하여 신속하게 분석 및 대응할 수 있습니다.4. 제로 포인트 추적: 제로 포인트의 안정성은 유량계의 중요한 기술 지표 중 하나입니다. 따라서 정기적인 점검 시에는 제로 포인트의 변화를 주의 깊게 살펴봐야 합니다.(1) 일반적으로는 분기별로 정기적으로 점검해야 합니다. (2) 일상적인 사용 과정에서 공정에 큰 변화가 생길 경우(매체의 변화, 압력의 변화, 온도의 변화 등), 즉시 제로 포인트의 변동 여부를 확인해야 합니다. 만약 제조업체가 정한 기준을 초과한다면, 제로 포인트를 다시 조정해야 합니다.5. 질량 유량계의 고장 해결을 위한 일반적인 단계들
(1) 전원 및 신호 연결이 올바른지 확인합니다.
(2) 프로세스 변수와 내부 설정값이 정확한지 확인합니다.
(3) 트랜스미터의 상태 표시등, 경보 신호, 자가 진단 결과를 통해 고장 원인을 예측합니다.
(4) 센서 코일, RTD, 핵심 처리 장치의 저항값을 확인합니다.
(5) 유량계가 설치된 위치 주변에 진동이나 전자기장의 간섭이 있는지 확인합니다.
(6) 측정되는 유체의 물리적 상태가 변화했는지 확인합니다. 예를 들어, 밀도, 점도, 기포, 이물질 등입니다.
(7) 바이패스를 활성화하여 유량계의 흐름을 차단하고, 유량계를 분해하여 막힘이나 손상이 없는지, 그리고 파이프라인이 원활한지 확인합니다.
(8) 유량계를 다시 검증하여 정상적으로 작동하는지 확인합니다.위의 단계들을 거쳐도 문제가 해결되지 않는다면, 제조업체에 문의하십시오. 이번 회의 내용은 여기까지입니다. 알고 싶은 산업 제어 관련 정보가 있으면 언제든지 댓글을 남겨주세요. 계속해서 업데이트할 예정이니, 관심 있게 지켜봐 주세요.