유량, 압력, 온도는 물체 감지를 위한 세 가지 기본 매개변수로 측정에 널리 적용됩니다. 중국 산업의 급속한 발전과 함께 다양한 자동 제어 시스템의 유량 측정에 대한 요구가 점점 더 엄격해지면서 유량계가 광범위하게 채택되었습니다.
공정 제어의 유량 측정 기기에 대한 요구 사항
유량계는 공정 제어에 광범위하게 사용됩니다. 이들의 역할은 밀봉된 파이프라인 내의 유체 유량을 감지하는 것입니다. 필요한 경우 유량 측정 장비는 제어 장비 및 액추에이터와 통합되어 조절 시스템을 형성하고 적절한 범위 내에서 흐름을 안정화하여 프로세스 안정성을 보장합니다. 공정 제어의 이러한 특정 기능을 고려할 때 유량 측정 장비는 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.
1. 성능 안정성
① 유량측정기기의 출력은 우수한 안정성을 보여야 한다. 흐름 신호 자체에 노이즈가 포함된 경우 내부 댐핑 조정을 통해 판독값이 안정화되어 해석이 쉬워집니다. 레귤레이터가 있는 제어 시스템에 통합되면 레귤레이터 출력에 눈에 띄는 진동이 없어야 합니다.
② 기기의 표시 값에 대한 주변 온도의 영향은 지정된 기술 매개변수 내에서 유지되어야 합니다.
③ 기기는 우수한-장기 안정성을 보여야 합니다.
2. 신뢰성 요구사항
① 기기는 높은 신뢰성을 보여야 한다. 현대 산업 시설은 기기 오류로 인해 운영이 쉽게 불안정해질 수 있는 대규모 연속 공정을 지향하는 경향이 있습니다. 파이프라인에 설치된 유량계는 공정을 중단해도 수리할 수 없으므로 온도 보상에 사용되는 서미스터의 신뢰성을 포함하여 계측기 제조 및 시스템 설계 모두에서 신뢰성이 우선시되어야 합니다.{3}} 일부 제조업체는 오류가 발생하기 쉽고 수리하기 어려운 구성 요소에 대해 중복성을 구현합니다. 흐름을 중단하지 않고 센서 교체를 위한 다른 설계 방법도 있습니다. 전자기 유량계 제조업체는 -중단적인 전극 교체를 위한 기술과 도구를 제공하며 모두 신뢰성 향상에 기여합니다.
② 고장 진단. 기기 고장 시 진단 시스템은 자동으로 오류 위치와 성격을 표시하여 수리 시간을 최소화해야 합니다. 진단 데이터가 컴퓨터에 디지털 방식으로 전송되면 컴퓨터는 기기 작동을 모니터링하고, 오류 발생 시 경보를 발생시키고, 오류 세부 정보를 표시하고, 필요한 안전 조치를 구현할 수도 있습니다.
3. 강력한 -간섭 방지 기능
① 진동 저항.
대부분의 유량 센서는 진동이 주요 장애가 되는 열악한 현장 환경의 파이프라인에 장착됩니다. 따라서 유량 센서, 트랜스미터 및 기타 구성요소는 강력한 -간섭 방지 기능을 보유해야 합니다. 일부 와류 유량계와 코리올리 질량 유량계는 진동 저항이 부족하여 현장에서 성능이 좋지 않아 "잘못된 판독값" 또는 "과도한 판독값"과 같은 현상을 나타냅니다.
② 무선 주파수 간섭에 대한 저항
유량계를 수용하는 산업 현장에는 여러 간섭 원인이 포함되어 있습니다. 예를 들어, 머리 위를 지나는 천장 크레인, 근처에서 작동하는 지게차 또는 워키{1}}토키를 사용하는 직원으로 인해 특정 유량 측정 기기에서 판독값이 높아질 수 있습니다. 이는 크레인 전기 시스템, 지게차 점화 플러그 또는 워키{3}}토키 안테나에서 방출되는 무선 주파수 전자기파가 다양한 경로를 통해 장비에 유입되어 작동을 방해할 때 발생합니다. 최근 몇 년 동안 RF 간섭의 영향이 큰 주목을 받았습니다. 이제 측정 장비는 RF 간섭 저항 사양을 통합하고 간섭 내성을 강화하기 위해 다양한 조치를 사용합니다.
4. 짧은 응답 시간
많은 유량 측정 장비는 조절기와 함께 제어 시스템을 형성하며 1초 미만의 응답 시간이 필요합니다. 설정점 유량 제어 시스템에서 유량 측정 세그먼트의 총 시간 상수가 1초를 초과하면 제어 품질이 크게 저하될 수 있습니다. 심한 경우 시스템 진동 및 작동 오류가 발생할 수 있습니다.
5. 다양한 출력 신호
① 아날로그 출력.
유량 측정 장비는 정전류 특성을 갖춘 4~20mA 아날로그 출력을 갖추고 있어야 합니다.
② 주파수 출력.
유량 트랜스미터(컨버터)는 주파수를 통해 유량 신호를 디스플레이 기기 또는 컨트롤러에 전송하여 손실을 최소화하면서 정확성을 유지합니다.-이 방법의 주요 장점은 다음과 같습니다.
③ 디지털 출력.
유량 측정 장비는 RS485와 같은 통신 포트를 통해 컴퓨터에 연결됩니다. 전용 소프트웨어 지원을 통해 측정된 매개변수를 컴퓨터로 전송할 뿐만 아니라 오류 정보, 구성 데이터 및 기기 상태 표시기도 보냅니다. 또한 운영자는 컴퓨터를 통해 제어실에서 원격으로 현장 장비 구성을 수정하고 검사, 교정, 유지 관리 및 관리 작업을 수행할 수 있습니다.
유량 감지 및 유량계 사용
유량 측정은 발전, 야금, 화학 공학, 석유 및 식품 가공과 같은 분야에 널리 적용되는 일반적인 산업 측정 방법입니다. 질량 변화와 관련된 모든 프로세스에는 유량 측정이 필요합니다. 유량계는 이 측정을 위한 도구 역할을 합니다. 다양한 측정 원리에 따라 이러한 계측기는 다양한 유형으로 분류될 수 있습니다. 현대 측정 기술의 발전으로 유량계는 초기 차압, 정변위 및 전자기 유형에서 발전했습니다. 이제는 더 단순한 구조뿐만 아니라 점점 더 다양한 기능을 갖추고 있습니다. 유량계 측정의 정확성은 산업 제어 프로세스의 정확하고 안정적인 실행에 직접적인 영향을 미치며 중국의 국가 경제 발전과 직접적인 관련이 있습니다. 따라서 일반적인 유량계의 원리를 숙지하고 자동화 시스템에서 일반적인 유량계의 적용을 이해하는 것은 산업 자동화 수준과 계측 장비 표준을 향상시키는 데 중요합니다.
자동 제어 시스템에 유량계 적용
1. 유전 자동 측정 시스템에 유량계 적용
유전은 유량계 응용 분야에서 가장 광범위한 산업 중 하나이며 주로 일일 유정 출력 모니터링을 포함하여 석유 생산 측정, 통계 및 분석에 사용됩니다. 고급 측정 및 프로세스 기술을 통해 유전 개발 상태 및 저장소 변화를 적시에 이해할 수 있으며, 석유 및 가스 생산의 동적 변화를 분석하여 유전 개발 전략을 더욱 효과적으로 안내할 수 있습니다. 유전 하위-단위 계량에서 생성된 원료 유체는 먼저 3개의 상 분리기를 통과하여 3개의 흐름으로 나뉩니다. 하나는 조절 밸브를 통해 압축기 스테이션으로 향하고, 다른 하나는 전자기 유량계를 통해 침전 탱크로 전달되며, 세 번째는 질량 유량계를 통해 버퍼 탱크로 보내집니다.
오일-물 혼합물은 오일 파이프 내의 유속, 온도, 밀도와 같은 매개변수를 수집하는 질량 유량계 센서를 통과합니다. 이러한 신호는 관련 마이크로컴퓨터 알고리즘이 원유와 물의 수집된 매개변수를 분석하고 계산하는 프로세서로 전송됩니다. 전송 단계를 거친 후 데이터는 TCP/IP 이더넷 통신을 통해 모니터링 호스트로 전송됩니다. 이를 통해 데이터 표시, 저장, 보고 및 인쇄를 포함한 포괄적인 관리 기능을 가능하게 하여 여러 유수 측정 시스템을 모니터링할 수 있습니다.
또한 유전 유정{0}}선삭 현장에서 고밀도 시추 유체와 깊은 유정의 무거운 물질 폐기물이라는 광범위한 문제를 해결하기 위해 유량계 센서는 시추 유체 점도, 밀도 및 원심분리기 성능 매개변수의 변화를 수집하고 분석합니다. 제어 시스템이 원심 분리기의 작동 속도와 해당 처리 용량을 계산한 후 컴퓨터{3}}출력 제어가 제어 시스템 작업 흐름을 설정합니다. 이는 중량물 회수율을 효과적으로 향상시키고 사용 비용을 절감합니다.
2. 발전소 공정 시스템의 유량계 응용
2.1 보일러 공기 공급 공정에 적용
발전소 보일러에서 유량계는 주로 공기, 증기 및 보일러 공기 공급의 유량을 측정합니다. 가장 일반적으로 사용되는 유량계는 와류 유량계입니다. 속도 원리에 따라 작동하며 규칙적인 와류 발산 현상을 활용하여 흐름을 측정합니다. 증기나 공기와 같은 유체가 센서를 지나갈 때, 압력이 정적인 파이프 압력을 초과하는 높은-압력 영역이 센서 앞에 형성됩니다. 유체가 파이프의 가속 구간을 통해 가속함에 따라 압력이 파이프의 정압보다 낮은 저-압력 영역이 형성됩니다. 그런 다음 소용돌이-로 인한 진공 영역이 이 저압 영역 뒤에서 발생하여 압력 변동을 생성합니다. 이러한 변동의 빈도는 가스 유량에 정비례합니다. 이 진동 주파수를 측정하고 적절한 변환 및 보상을 적용하면 유체 속도를 계산할 수 있습니다.
보일러 공기 공급 흐름에서 와류 유량계 측정을 예로 들면, 보일러 공기 공급 흐름은 발전소 보일러 및 팬의 작동 상태를 반영하는 중요한 매개변수이며 보일러 연소를 위한 자동 제어 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 실제 발전소 공기 공급 덕트는 단면이 주로 직사각형이므로{1}}기존 유량계로는 정밀한 측정이 어렵습니다. 와류 유량계는 이 응용 분야에서 탁월한 성능을 보여줍니다.
보일러 공기 공급 유량 측정을 위해 와류 유량계를 사용할 때 시스템은 센서, 변환기 및 제어 센터로 구성됩니다. 센서는 와류 발생기와 와류 감지기로 구성되며, 주로 공기 공급 흐름을 측정하고 이를 해당 주파수 신호로 변환합니다. 이 주파수 신호는 변환기 내에서 형성 및 증폭되어 4~20mA DC 제어 신호를 제어 센터로 출력합니다. 여기에서는 측정된 공기 흐름이 표시, 기록 및 분석되어 발전소 내 보일러 작동 상태에 대한 중요한 참조 역할을 합니다.
보일러 공기 흐름 측정을 위해 와류 유량계를 사용할 경우 계기 범위 선택과 온도/압력 보상을 신중하게 고려해야 합니다. 측정된 유체 흐름을 와류 유량계 용량의 1/2~2/3 이내로 유지하면 정확도가 허용 가능한 한도 내로 유지됩니다. 또한 와류 유량계를 보완하기 위해 적절한 온도 및 압력 측정 장비를 선택하여 정밀하고 정확한 보일러 자동화 제어 시스템을 구축해야 합니다. 컴퓨터 및 마이크로전자 공학 기술의 발전으로 지능형 와류 유량계가 널리 채택되었습니다. 유량 교정 및 자가 진단 기능을 갖춘 이 제품은 발전소 보일러 작동 조건에 따라 보다 유연한 제어를 가능하게 하고 오류 수정을 수행하여 보다 성숙한 기술을 나타냅니다.
2.2 연도가스 탈황 공정에 적용
유량계는 발전소의 배가스 탈황 공정에도 광범위하게 사용됩니다. 높은 먼지 함량, 높은 온도, 연도 가스 배출의 부식성 특성과 보일러 연도 덕트의 난류 및 소용돌이 조건으로 인해 정확한 유량 측정이 어렵습니다. 결과적으로, 평균값을 계산하려면 여러 측정 지점이 필요합니다. 1차 공기, 2차 공기, 보일러 공급 가스, 탈황 연소 가스-를 포함하여 발전소의 수많은 측정 지점은-연도 가스 모니터링에 심각한 문제를 안겨줍니다. 탈황용 연도가스 유량계는 열 분산을 기반으로 한 독특한 원리를 사용합니다. 센서 RTD의 온도 차이와 유량 간의 관계를 선형 유량 신호 출력으로 변환합니다. 특수한 흐름 데이터 모델과 퍼지 제어 이론이 결합되어 제어 신호를 생성합니다. 시스템 제어는 전용 전하-감지 프로브와 스크래핑 장치를 통해 이루어집니다.
3. 폐수 처리 공정 시스템의 유량계 적용
제약 공장 폐수 처리 시스템
현대 산업의 급속한 발전과 함께 생활폐수 처리의 중요성도 날로 커지고 있습니다. 유량계는 자동화된 폐수 처리장에서 광범위하게 적용됩니다. 폐수에는 상당한 양의 부유 물질, 폐수, 불순물, 병원균 등이 포함되어 있습니다. 모니터링 지점마다 유량계에 대한 요구 사항이 다릅니다. 전자기 유량계와 초음파 유량계가 모두 적용되며, 초음파 유량계는 높은 정확도, 우수한 통합성 및 컴팩트한 크기로 인해 최근 몇 년 동안 더 많은 용도로 사용되고 있습니다.
폐수 처리에 초음파 유량계를 적용하는 경우: 초음파 유량계를 Parshall 수로와 통합하여 유출 유량을 모니터링하여 유입 및 바이패스 밸브를 제어함으로써 폐수 처리의 유량 조절을 달성합니다. 초음파 유량 자동 제어 시스템 내에서 초음파 센서는 유량 정보를 감지합니다. 영점 위치에서 센서 다이어프램까지의 거리와 전체{2}}범위를 측정하여 높이에 해당하는 실제 폐수 흐름을 결정하고 제어 시스템의 중앙 마이크로프로세서로 전송합니다. 변환 후 4~20mA 펄스 신호가 중앙 제어실의 프로그래밍 가능한 컨트롤러로 출력됩니다. 통신에 따라 관리단말에는 순간유량, 최대값, 최소값, 평균값 등의 정보가 표시됩니다. 흐름통계 및 인쇄를 지원하며, 고장진단 로직을 기반으로 동작합니다.
시스템 결함이나 비정상적인 흐름이 발생하면 경보 정보를 출력하여 운영자에게 흐름 제어를 위해 흡입 밸브와 바이패스 밸브를 조정하도록 요청함으로써 폐수 처리 공정의 생산 요구 사항을 충족합니다. 보다 진보된 제어 시스템은 흐름을 중앙 제어실의 PLC에 대한 변수 입력으로 처리할 수 있습니다. 이를 통해 입구 밸브와 바이패스 밸브의 조정 증분을 직접 프로그래밍 방식으로 계산하고 제어할 수 있습니다. 동시에 이러한 밸브를 전기 구동으로 변환하면 작업자가 수동으로 개입할 필요가 없어져 시스템 효율성이 더욱 향상됩니다.
이러한 응용 분야 외에도 유량계는 탈황 공정, 직류 전원 공급 시스템, 석탄 가스화 폐수 처리, 에너지 계량, 환경 보호 및 기타 분야에서 광범위하게 활용되어 산업 생산의 모든 에너지 변환 단계에 침투합니다. 산업 자동화의 지속적인 발전과 컴퓨터 마이크로 전자 기술의 급속한 발전으로 유량계는 기계 설계에서 전자 설계로 발전했습니다. 새로운 유형의 유량계가 계속 등장하여 중국 국민 경제에서 점점 더 중요한 역할을 하고 유망한 개발 전망을 보여줍니다.