유량계의 종류

유량계는 정수장이나 하수처리장, 관로 등에서 정확한 유량을 체크하여 처리 계통의 효율을 높이고 전체적인 시스템의 경제성과 효율성을 향상시켜 안전하고 안정된 물의 공급이 가능하도록 하는 중요한 계측기기이다.

각종 유량계의 측정원리는 각각 다르며, 그 결과 유량측정상 서로다른 특징과 제약조건을 가지고 있다. 다라서 유량계를 선정할때는 유체의 조건, 경제성, 유리관리 편리성을 충분히 검토할 필요성이 있다.

유량계의 종류 및 특징

1. 차압식 유량계

비압축성 유체가 관내를 중력으로만 흐를 경우 관내의 임의 점에서 베르누이 정리가 성립하고 이때 압력차로서 유속을 측정한다. 벤츄리식, 오리피스식이 존재한다.

벤츄리미터는 긴 관의 일부로서 단면이 작은 목부분과 점점 축소 및 점점 확대되는 단면을 가진 관으로 축소부분 압력수두의 일부는 속도수두로 변하게 되어 관의 목 부분 압력수두가 적게되는데, 이러한 수두차에 의해 유량을 측정한다.

차압식 유량계는 구조가 간단하고 가동부가 거의 없으므로 견고하고 내구성이 크며, 고온, 고압, 과부하에 견디고 압력손실도 적다. 정밀도도 매우 높고 공업용으로 현재 많이 쓰이고 있다.

2. 면적식 유량계

유체가 흐르는 단면적을 조정하고 수위나 Float 움직임에 따라 유속을 측정하여 면적과 유속의 곱으로 유량을 측정한다. Float 식은 수직으로 설치된 Taper관의 사이를 측정유체가 밑에서 위로 흐르면 Taper관내에 설치된 Float는 유량의 변화에 따라 상하로 이동된다. 이 Float 움직임을 검출하여 유량을 구하게 된다.

차압식 유량계에 비해 적은 유량 및 고점도의 유량을의 측정이 가능하다.

3. 전자식 유량계

자계중에 측정관을 관축방향이 자계와 직교하도록 전극간에 전압이 발생하는 페러데이법칙을 이용한다.

유체의 온도, 압력, 밀도, 점도의 영향을 받지 아니하고 넓은 측정범위에 걸쳐서 체적유량에 비례한 출력신호가 얻어진다.

검출기는 흐름을 막는 것이나 가동부가 없으므로 적절한 Lining재질을 선정하면 Slurry나 부식성 액체의 측정이 용이하다. 압력손실은 없고 다른 유량계에 비해서 상류측 직관부도 짧아서 좋다.

4. 초음파 유량계

관로의 외부에서 유체의 흐름에 초음파를 방사하고 유속에 따라 변화를 받는 투과파나 반사파를 관외에서 받아들여 유량을 구하는 것이다.

전달시간차 방식은 초음파가 유체내를 통과하는 속도는 유체의 평균유속과 일정한 관계를 가지게 되는데, 이 통과시간을 측정한 다음 유속과 관지름에 의해 유량을 구하게 된다.

도플러 방식은 진동원과 관측점의 상대운동에 의해 음, 광 등의 주파수가 변화 한다고 하는 도플러 효과를 이용하여 초음파에 의해 유량을 측정한다.

관로의 외벽에 검출기를 부착하는 방식으로 이미 설치된 배관를 훼손하지 않고 유체의 흐름을 멈추지 않고 유량측정이 가능하며 검출기는 유체와 비접촉하므로 부식이나 부착물의 걱정이 없고 유체의 흐름을 방해하지 않기때문에 압력손실이 적다.

유속분포의 혼란이 측정 정도에 영향을 주는데, 검출기 부착부에는 상류측(10D), 하류측(5D) 정도 직관부가 필요하다.

5. 터빈 유량계

원통상의 유로속에 로터(회전날개)를 설치하고 이것에 유체가 흐르게되면 통과하는 유체의 속도에 비례한 회전속도로 로터가 회전하게 된다. 이 로터의 회전속도를 측정하여 흐르는 유체의 유량을 구하는 방식이다.

6. 용적식 유량계

회전자의 피스톤 등의 가동부와 그것을 둘러싼 케이스 사이에 형성되는 일정 용적의 공간부를 통 모양으로 그안에 유체를 가득채워 그것을 연속적으로 유출구로 보내는 구조로서 계량 회수로부터 유량을 측정한다.

7. 소용돌이 유량계

유체의 흐름에 수직으로 주상물체를 눌러 끼우면 그 물체의 양쪽에서 서로 역회전의 소용돌이가 서로 교대로 발생하고 소용돌이의 주파수는 유속에 비례하는 특성을 가지고 있기 때문에 소용돌이 주파수를 검출하는 것으로 부터 유량을 측정할 수 있다.