삽입식 터빈 유량계대구경 파이프 유량 측정을 위해 특별히 설계된 계기로, 카르멘 소용돌이 원리에 기초하여 작동한다.유체가 파이프 내의 비유선형 소용돌이 발생체를 통과할 때, 그 양쪽에서 두 열의 회전 방향이 상반되는 소용돌이가 번갈아 발생하며, 소용돌이의 이탈 주파수는 유체 유속에 정비례한다.압전 센서를 통해 소용돌이 주파수를 감지하고 4-20mA 전류 또는 펄스 신호와 같은 유량에 정비례하는 전기 신호로 변환하여 유량 측정을 수행합니다.

그 핵심 장점은 대관경 장면에 적응하는 데 있다.전통적인 만관식 와류량계는 측정관경이 300mm를 초과할 때 계기계수가 줄어들고 해상도가 낮아지며 설치가 복잡한 등 문제로 응용하기 어려웠는데 삽입식설계는 측정머리를 도관중심점에 삽입하여 국부류속만 측정하고 다시 계산법과 결부하여 전반 류량을 추산함으로써 이 난제를 효과적으로 해결하였다.이 설비는 구조가 치밀하고 무게가 가벼우며 제조 원가가 낮으며 끊김 없는 설치와 해체를 지원하여 후기 유지보수와 검증에 편리하다.그 압력 손실은 극히 적기 때문에 대구경 파이프에 대한 영향은 무시할 수 있으며, 동시에 검사 과정이 간편하여 측정 헤드 계기 계수만 교정할 수 있고 대형 검사 장치가 필요 없다.

　　삽입식 터빈 유량계의 구성 요소:

1. 핵심 검측 부품

터빈 발생체 (소용돌이 발생기)

기능: 삼각형, 원통형, 사다리꼴 등과 같은 모양은 유량계의 핵심 부품으로서 터빈의 생성 빈도와 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.유체가 발생체를 통과하면 그 양쪽에서 카르멘 소용돌이 (규칙적으로 배열된 소용돌이) 가 번갈아 발생한다.

설계 요구사항: 대칭성, 오염 방지 능력 및 내식성을 갖추어야 하며, 흔히 볼 수 있는 재료는 스테인리스강 또는 특수 합금으로 기체, 액체, 증기와 같은 서로 다른 매체의 측정 수요에 적응해야 한다.

센서 (감지 프로브)

유형:

압전식 센서: 압전결정이 터빈의 압력 펄스 작용에 의한 전하 출력을 이용하여 기계 진동을 전기 신호로 변환하여 높은 감도와 방해 방지 능력을 가지고 있다.

응변편식센서: 터빈으로 인한 발생체의 미소한 변형을 검측하여 저항변화신호로 전환하여 고온이나 강진동환경에 적용한다.

열사식 센서: 터빈이 열사 방열에 미치는 영향을 측정하여 터빈 주파수를 간접적으로 측정하며, 저유속 측정에 자주 사용된다.

설치 위치: 일반적으로 발생체 하류에 위치하며 발생체 중심에서 약 1-3배 관경에 위치하여 안정적인 와가 신호를 포착합니다.

2. 신호처리단위

전면 증폭기

기능: 센서가 출력하는 미약한 신호를 증폭하고 필터링하여 소음 방해를 제거하고 신호의 질을 향상시킨다.

특징: 저소음, 고이득 및 광대역 특성을 갖추어 서로 다른 유속의 신호 처리 수요에 적응해야 한다.

신호 변환 및 처리 회로

주파수 - 전압 변환: 와트 주파수 신호를 전압 또는 전류 신호로 변환하여 후속 디스플레이 및 전송을 용이하게 합니다.

디지털 신호 처리 (DSP): 온도 보정, 선형 보정, 트래픽 컴퓨팅 등 마이크로프로세서를 통해 신호를 더욱 처리하여 측정 정밀도를 향상시킵니다.

통신 인터페이스: 4-20mA, RS485, HART, Modbus 등의 프로토콜을 지원하여 상위기 또는 자동화 시스템과의 데이터 상호작용을 실현한다.

디스플레이 및 조작 모듈

로컬 디스플레이: LCD 또는 LED 화면을 통해 트래픽, 온도, 압력 등의 매개변수를 실시간으로 표시하며, 일부 모델은 누적 트래픽 조회 및 장애 코드 표시를 지원합니다.

키 조작: 매개변수 설정, 스레드 조정, 0점 교정 등의 기능을 제공하여 현장 디버깅 프로세스를 간소화합니다.

3. 설치 및 지지 구조

삽입봉 (탐지봉)

기능: 센서를 파이프에 고정하고 유체와 충분히 접촉하도록 합니다.

설계 요구 사항: 파이프 지름과 설치 깊이에 따라 길이를 조정할 수 있는 충분한 강도와 내식성이 있어야 하며, 일반적으로 파이프 지름의 1/3~1/2입니다.

플랜지 또는 스레드 첨부

유형:

플랜지 연결: 볼트를 통해 고정된 대구경 파이프(DN50 이상)에 견고하고 쉽게 분해할 수 있도록 장착됩니다.

스레드 연결: 소구경 파이프(DN50 이하)에 사용할 수 있으며 스레드를 통해 파이프를 스핀하여 쉽게 설치할 수 있지만 밀폐성이 요구됩니다.

밀봉재료: 불소고무, 규소고무 등 내고온, 내부식재료를 채용하여 장기적인 밀봉신뢰성을 확보한다.

방진 브래킷

기능: 외부 진동이 유량계에 미치는 영향을 줄여 진동으로 인한 측정 오차나 센서 손상을 방지합니다.

설치 위치: 일반적으로 파이프 브래킷 또는 전용 베이스에 고정되어 유량계 바디와 분리됩니다.

4. 액세스 가능성 모듈

온도 및 압력 보상 모듈 (옵션)

기능: 증기나 가스를 측정할 때 온도센서와 압력센서를 내장하여 류량을 실시간으로 보상함으로써 매체밀도의 변화가 측정결과에 미치는 영향을 제거한다.

응용 장면: 증기 계량, 천연가스 무역 결산 등 고정밀 측정이 필요한 산업 과정.

보호 케이스

기능: 먼지, 수분, 부식성 가스와 같은 환경 요인으로부터 유량계 내부의 전자 부품을 보호합니다.

보호 수준: 일반적으로 IP65 또는 IP67에 도달하여 야외 또는 열악한 산업 환경에 적합합니다.

천둥 방지 및 서지 보호기

기능: 낙뢰나 전력망 파동이 유량계에 손상을 초래하는 것을 방지하고 설비의 안전한 운행을 확보한다.

설치 위치: 일반적으로 신호 처리 장치 또는 전원 입력 포트에 통합됩니다.