coriolis mass flowmeter
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CORIOLIS MASS FLOWMETER. OVAL ENG INC. 목 차. 개요 . 질량이 왜 필요한가 Coriolis Force Oval Coriolis 의 역사 Oval Coriolis 유량계의 구조 Oval Coriolis 유량계의 계측원리 Oval Coriolis 유량계의 잇점 Zero 점 조정 밀도의 계측원리 온도의 계측 Oval Coriolis 의 종류 Oval Coriolis 의 특성 Flow Range Accuracy Curves 비교 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
OVAL ENG INC
OVAL
CORIOLIS MASS FLOWMETER
OVAL ENG INCOVAL ENG INC
OVAL ENG INC
OVAL 목 차1. 개요 .
2. 질량이 왜 필요한가3. Coriolis Force
4. Oval Coriolis 의 역사5. Oval Coriolis 유량계의 구조6. Oval Coriolis 유량계의 계측원리7. Oval Coriolis 유량계의 잇점8. Zero 점 조정9. 밀도의 계측원리10. 온도의 계측11. Oval Coriolis 의 종류12. Oval Coriolis 의 특성13. Flow Range
14. Accuracy Curves 비교15. Oval Coriolis Accuracy 특성16. LPG Loading System
17. 결론
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OVAL 1. 개요■ 1982 년도에 유체를 연속으로 직접 질량으로 계측하는 유량계가 개발
실제적으로 지금과 같이 개발 된것은 1985 년 부터 시작
■ 이전까지 유체의 직접질량 측정은 [ 저울 ] 로 측정
■ 유체의 연속계량은 부피로 측정 , 온도 밀도 압력을 환산 후 질량으로 치환
■ 이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 Coriolis 식 질량유량계 입니다 .
이 유량계는 온도 밀도 압력의 보정을 실시하지 않고 직접 , 연속으로 질량유량을 계측
이후부터 구조 및 간단한 원리에 대하여 설명을 드리겠습니다 .
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OVAL2. 질량이 왜 필요한가 ?
■ 두개의 드럼통속의 온도 차에 의해 나타나는 형태
■ ℓ 에 1 원단위로 환산한 경우 15℃ 의 경우에는 100ℓ 에 100 원 90℃ 의 경우에는 104ℓ 에 104 원 이라는 금액의 차이가 발생 . ■ 년간 100 억원 판매의 경우 실제 4 억원의 차액이 발생 . 그렇다면 왜 질량이 필요한가에 대해서는 아시리라 생각합니다
15° C 90° C
부피 : 100 liters질량 : 100 kg
부피 : 104 liters질량 : 100 kg
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■ 유속분포는 Pipe fittings, reducers, strainers, elbows, valves 등에 의하여 영향을 받는다 .
■ 대부분의 Flowmeter 는 전 , 후단 직관거리를 확보 하는 것이 기본■ Mass Flowmeter 는 유속분포에 영향을 받지 않으므로 직관거리가
필요하지 않는 유량계 입니다 .
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OVAL 3.Coriolis Force 라는 것은
회전방향
발사방향
중심축
( 뉴턴의 제 2 법칙 )
회전 원반상의 축심에서 외주방향으로 ( 주속이 빨라지는 방향 ) 그림과 같이 구를 똑바로 발사했을 때 , 구의 궤도는 회전방향과 반대방향으로 궤도가 어긋나서 갑니다 . 어긋난다 . 즉 , 힘이 발생하고 있는 것으로 , 이 힘을 수학적으로 증명하고 확립시킨 사람이 Coriolis 입니다 .
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4. Oval Coriolis 의 역사
D types
95
85
00
98 02
90
ULTLAULTLAmassMKmassMKⅡⅡ
STSTmassmassMKMKⅡⅡ
VRVRmamassss
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OVAL5. Coriolis 유량계의 구조 (ULTRA MASS MK )Ⅱ
■ Coriolis 유량계는 Flange 와 Manifold 그리고 2 개의 Flow ube 만으로 구성
■ 전자부품으로 Pick up Coil.
전자 Oscillator, 온도센서가 있다 .
■ Pick up Coil 은 좌우 각각에 설치 Tube 의 뒤틀림에 의한 위상차 신호검출 기능 .
■ 전자 Oscillator 는 Tube 를 고유 주파수로 진동하는 기능
■ 온도 Sensor 는 Tube 의 탄성계수 보정 기능 .
Transmitter
유입방향
Pick off Coil ( 양측 )
온도Sensor
Flow Tube
전자 Oscillator
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Electro Magnetic Pick off
Inner Flow Tube
Outer Tube
Electro Magnetic Pick off
Electro Magnetic Oscillator
ST MASS
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OVALVR MASS
Transmitter
전자 Oscillator
Pick Up Sensor
Flow Tube
유입방향
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OVAL6. Coriolis 유량계의 계측원리
■ Flow Tube 내의 유체는 유입측에서 유출측으로 흘러나가게 되는데 ,Tube 의 좌 , 우 양쪽에는 Magnet 와 Coil 의 조합인 Pickoff Coil 이 위치합니다 .■ Pickoff coil 은 Magnet 와 일정한 자장으로 움직이는데 , Coil 의 자속밀도가 변하게 되면서 기전력이 발생 여기서 발생되는 기전력은 Sine wave 를 일으키게 됩니다 .
Flow InletInlet Pickoff
Outlet Pickoff
MagnetFlow Outlet
Coil
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■ 유체의 흐름에 따라 이동하게 되면 , 왼쪽에 위치한 FlowInlet (Left pickoff coil) 과 오른쪽에 위치한 Flow Outlet (Right pickoff coil) 를 지날 때 , Pickoff sensor 에서 Sine curve를 검출하게 됩니다 .■ Tube 에 유체가 흐르지 않는다면 , L.P.O 와 R.P.O 에서 검출되는 Sine curve 는 위상차가 발생하지 않는다 .
■ Tube 가 진동하고 있다면 Inlet pickoff coil(L.P.O) 과 Outlet pickoff coil(R.P.O) 에서는 계속적으로 Sine wave를 일으키고 또한 검출하게 될 것입니다 .
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■ 유체가 Flow Tube 를 통과 하게 되면 흐르는 유체의 힘이 진동 방향에 의하여 입구 측과 출구 측에 반대 방향으로 작용합니다 . 이 현상을 Coriolis 힘 이라고 하며 , 그림과 같이 Flow Tube 는 비틀림이 발생 합니다 .
■ 이 때 Pick-off Coil 에서 Sine Wave 가 검출되며 입구 측과 출구 측의 시간차를 측정하여 유량으로 변환 합니다 .
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입구 회전축고정축
출구측
입구측
유체 힘 작용 ( 출구 )
유체 힘 작용 ( 입구 )
출구
유체가 있을때 Flow TUBE 의 진동
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2 개의 Flow Tube Sensor
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출구측C1
입구측C2
TT
입구측C1
출구측C2
시간
SENSOR 신호 , 흐름이 없을때 SENSOR 신호 , 흐름이 있을때
T X Flow Calibration Factor = Flow rate
sec) X (gm/sec/sec) = gm/sec
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OVAL7.Coriolis Mass Flowmeter 의 장점
■ 고 정도■ 직접식 질량측정 ■ 범용성 - 하나의 장치로 유량 , 밀도 , 온도 측정 .
- Recalibration 불 필요■ 신뢰성 - 구동부 없음 - 유지보수 적음 - 직관부 불 필요■ 유량변동에 대한 빠른 응답성
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OVAL 8. Zero 점 조정
우 전자 Pick up 출력좌 전자 Pick up 출력
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OVAL9. 밀도의 계측원리
■ 스프링 추의 무게가 가벼우면 스프링의 주기는 빨라 집니다 .
■ 스프링 추의 무게가 무거우면 스프링의 주기는 늦어 집니다 .
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■ Tube 의 진폭과 주파수는 밀도의 영향 .
■ Mass flowmeter 에서 Tube 내의 부피는 일정하므로 밀도가 변하면 질량이 변할 수 있습니다 .
T*
T*
-150mV
+150mV
-150mV
+150mV 고 밀도 유체
저 밀도 유체
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OVAL10. 온도의 계측
■ 온도를 측정하는 이유 :
Flow Tube 가 온도 변화
에 따라 변화되는 강성
및 탄성율을 보상하기
위해서 입니다 .
■ 그림과 같이 Flow Tube 표면에 RTD Sensor 가 부착 되어 있습니다 .
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OVAL11. OVAL Coriolis 의 종류
ULTRAULTRAmassMKmassMKⅡⅡULTRAULTRAmassMKmassMKⅡⅡ
±0.1±0.1 %% ±ZS±ZS±0.1±0.1 %% ±ZS±ZS
VRVRmassmassVRVRmassmass
±0.4±0.4 %% ±ZS±ZS±0.4±0.4 %% ±ZS±ZS
STSTmassmass MKⅡMKⅡSTSTmassmass MKⅡMKⅡ
±0.2±0.2 %% ±ZS±ZS±0.2±0.2 %% ±ZS±ZS
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OVAL12. OVAL Coriolis 의 특성
중 저가중 저가 ・ Self-drain, Compact
VRVRmassmass
Straight Tube ApplicationsStraight Tube Applications ・ Cleaning, Self-drain, Compact, Tube Inside Visibility
STSTmassMKⅡmassMKⅡSTSTmassMKⅡmassMKⅡ
ULTRAULTRAmassMKⅡmassMKⅡULTRAULTRAmassMKⅡmassMKⅡ고 성능고 성능 ・ Mass & Volume Measure, Density, Gas Measure ・ High Accuracy ( 거래용 )
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OVAL13. Flow Range
VR mass ULTRAmassMKⅡ STmassMKⅡ
Model SizeMa
x. Flow Model Size Max. FlowModel Size
Max. Flow
(mm)
(kg / min)
(mm)
( kg / min)
(mm)
(kg / min)
CN00A 1060
g/min CN001 10 225 g/min CN003 10 2.4
CV006 10 20 CN006 10 12S01
0 15 18
CV010 10 64 CN010 15 40S01
5 15 60
CV015 15 160 CN015 15 120S02
5 25 180
CV025 25 480 CN025 25 360S04
0 40 450
(CV050) CN050 40/50 1300
S050 50 900
CN080 80 4000S08
0 80 1800
CN100100/15
0 6200 Flow Range 1 :5 0 Flow Range 1 :200 Flow Range 1 : 30
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OVAL
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Flow Rate (%)
Err
or
(%
)
CN VR ST
14. 14. Accuracy CurvesAccuracy Curves
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OVAL 15 『 ULTRAMASS MKII 』 Accuracy 특성
CN025 (0.5%→ 100% of Max. Flow in Normal Operation)
- 1.40
- 1.20
- 1.00
- 0.80
- 0.60
- 0.40
- 0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Flow Rate (%)
ERRO
R(%)
raw no rezero "E"Guarantied Accuracy "F"Guarantied Accuracy "D"Guarantied Accuracy CN Guarantied Accuracy
F.S 180 k g / mi n:
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OVAL16. LPG Loading System
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OVAL17. 결론
Coriolis 유량계는 그 계측 원리면 에서 복합 Sensor 로 다음과 같은 추가기능을 가지고 있습니다
■ 밀도계 Transmitter 가 Flow Tube 를 고유진동수로 진동 시켜 Tube 의 진폭 / 진동수를 계측하는
것으로서 유체내의 밀도를 알 수 있습니다
■ 온도 Sensor 가 부착되어 온도 계측이 가능합니다
■ 밀도를 계측할 수 있으므로 용적유량출력이 가능합니다 .
현재 세계에는 여러 질량유량계의 제조회사가 있으며 각 사 각양의 Style 의 유량계를 판매하고 있지만 대표적인 구조로는 다음의 3 가지가 있습니다 .
★ U 형 또는 U 의 변형형 Double Tube Type ★ Straight Double Tube Type ★ Straight Single Tube Type
이 유량계의 계측원리는 기본적으로는 동일하지만 구조 및 그것을 동작시키기 위해서 Electronics 에 각각의 기술적 Know How 가 접목되어 있습니다 .