터빈 유량계는 유체의 흐름에 의해 회전하는 회전 날개(로터 또는 임펠러)의 회전 속도를 측정하여 유량을 계산하는 기계식 유량계입니다

제어부품/유량계

조이컨 2025. 4. 12. 14:32

터빈 유량계(Turbine Flowmeter)

터빈 유량계는 유체의 흐름에 의해 회전하는 회전 날개 (로터 또는 임펠러) 의 회전 속도를 측정하여 유량을 계산하는 기계식 유량계입니다. 회전 날개의 회전 속도는 유체의 유속에 비례한다는 원리를 이용합니다.

회전 날개 회전: 유체가 유량계 내부를 통과하면서 회전 날개에 힘을 가하여 회전시킵니다. 회전 날개의 각속도는 유체의 평균 유속에 비례합니다.
회전 감지: 회전 날개의 회전은 다양한 방식으로 감지됩니다. 주로 사용되는 방식은 다음과 같습니다.
- 자기 감지 (Magnetic Pickup): 회전 날개 또는 축에 자성체를 삽입하고, 유량계 외부에 설치된 코일이 자성체의 회전을 감지하여 전기적 펄스 신호를 생성합니다. 각 펄스는 일정한 체적의 유체가 통과했음을 나타냅니다.
- 광학 감지 (Optical Pickup): 회전 날개에 반사면 또는 슬릿을 만들고, 광센서를 이용하여 회전을 감지합니다.
- 유도형 감지 (Inductive Pickup): 회전 날개의 움직임에 의해 코일 내에 유도되는 전류 변화를 감지합니다.
펄스 신호 처리 및 유량 계산: 감지된 펄스 신호의 주파수는 회전 날개의 회전 속도에 비례하며, 이는 유체의 유속에 비례합니다. 전자 회로는 이 펄스 신호를 처리하여 순간 유량 및 적산 유량을 계산합니다.

장점:
- 비교적 높은 정확도와 반복성을 제공합니다.
- 넓은 유량 범위에서 사용 가능합니다.
- 응답 속도가 빠릅니다.
- 디지털 신호 출력이 용이하여 자동화 시스템에 적합합니다.
- 다양한 크기와 재질로 제작되어 다양한 유체 및 배관 조건에 적용 가능합니다.
- 비교적 견고하고 신뢰성이 높습니다.
단점:
- 내부에 회전하는 기계적인 부품이 있어 마모 및 손상 가능성이 있습니다. 따라서 주기적인 유지보수가 필요합니다.
- 유체의 점도 변화에 민감하며, 고점도 유체 측정 시 오차가 발생할 수 있습니다.
- 유체 내에 고형 입자가 포함되어 있으면 회전 날개의 마모나 작동 불량을 일으킬 수 있습니다. 따라서 필터 설치가 필요할 수 있습니다.
- 맥동 흐름 (Pulsating flow) 에 대한 측정 정확도가 떨어질 수 있습니다.
- 압력 손실이 다른 일부 유량계에 비해 클 수 있습니다.
- 배관 직관부 확보가 중요합니다 (상류/하류 일정 길이 이상).

터빈 유량계는 다양한 설계와 특징을 가진 여러 종류로 나눌 수 있습니다.

축류형 터빈 유량계 (Axial Turbine Flowmeter): 유체의 흐름 방향과 회전 날개의 회전축이 평행한 형태입니다. 일반적인 터빈 유량계로 넓은 유량 범위에 적용됩니다.
접선류형 터빈 유량계 (Tangential Turbine Flowmeter): 유체의 흐름이 회전 날개의 접선 방향으로 작용하여 회전시키는 형태입니다. 주로 가스 유량 측정에 사용됩니다.
월터스형 터빈 유량계 (Wolter's Type Turbine Flowmeter): 정밀한 기어 메커니즘을 사용하여 낮은 유량에서도 높은 정확도를 얻을 수 있도록 설계된 형태입니다. 주로 수도 계량기 등에 사용됩니다.

터빈 유량계는 다양한 산업 분야에서 액체 및 기체의 유량을 측정하는 데 널리 사용됩니다.

터빈 유량계를 선택할 때는 측정 대상 유체의 종류, 유량 범위, 온도 및 압력 조건, 점도, 포함된 고형 입자 유무, 요구되는 정확도 및 환경 조건 등을 종합적으로 고려해야 합니다. 특히, 유체의 청결도 및 점도 변화에 대한 영향을 주의 깊게 확인해야 합니다.