정량 펌프란? 정량 주입 제어 시스템 소개

정량 주입 기술의 주요 장점은 정밀도와 효율성입니다. 이 기술은 매번 액체의 정확한 양을 보장하고, 빠르게 투입 작업을 수행할 수 있습니다. 또한, 필요한 양만 투입하므로 비용 절감에도 기여합니다. 그러나 전통적인 자동 제어에 비해 정량 주입 장비는 구매 비용이 높기 때문에 비용 분석이 필요합니다.

반면, 전통적인 자동 제어 방식은 밸브의 개폐를 자동으로 제어할 수 있지만, 정량 기능이 부족합니다(예: 밸브를 1분 동안 열어두는 방식). 장기적으로 보면, 전통적인 자동 제어 방법은 원재료 비용을 증가시키며, 투입되는 액체의 비용이 높은 경우(예: 고농도 황산), 정량 주입은 효과적인 비용 절감 방법이 될 수 있습니다.

유량계는 액체 또는 기체의 유량을 정밀하게 측정하고, 이를 전자 신호로 출력하는 장비입니다. 정량 주입 과정에서 유량계는 용매와 약물 성분의 정확한 배합을 측정하는 데 사용됩니다. 다른 공정 제어 장비와 통합하여 유량계는 자동화와 정밀한 제어를 실현하여 생산 효율과 제품 품질을 높입니다.

정량 주입은 일반적으로 밸브의 개폐와 유량계의 정확한 측정을 통해 실현됩니다. 펌프는 액체 또는 기체의 압력을 증가시켜 이를 수송하고 흐르게 하는 기계 장치입니다. 펌프의 종류는 다양하며, 일반적으로 원심 펌프, 피스톤 펌프, 그리고 연동 펌프 등이 있습니다. 이러한 장비는 필요한 유체 압력을 제공하여 유체가 밸브를 통해 유량계로 들어간 후, 배관을 통해 지정된 위치로 수송됩니다.

정량 주입은 주로 세 가지 요소로 구성됩니다: 제어 시스템, 작동 장치, 및 감지 부품.

- 제어 시스템: 주로 컴퓨터 제어 시스템과 관련 소프트웨어로 구성되며, 주입 유체의 유량, 압력, 온도 등의 매개 변수를 실시간으로 모니터링하고 제어합니다. 제어 시스템의 작업은 작동 장치와 감지 부품에서 오는 신호를 수신하고, 사전에 설정된 제어 알고리즘에 따라 작동 장치를 조절하여 유체 주입량을 정확하게 제어합니다.

- 작동 장치: 제어 시스템의 명령을 실제 동작으로 변환하는 구성 요소로, 주로 작동 장치와 밸브로 구성됩니다. 작동 장치의 작업은 밸브의 개폐와 운동을 제어하여 유체의 주입 속도와 유량을 정밀하게 제어합니다.

- 감지 부품: 주로 유량계와 압력 센서로 구성됩니다. 그 중 유량계는 시스템에서 가장 중요한 부품 중 하나로, 유체의 유량을 실시간으로 측정하여 제어 시스템에 측정 결과를 전달함으로써 주입량을 정밀하게 제어할 수 있게 합니다. 유량계는 보통 배관에 설치되어 유체의 유량을 정확하게 측정하고, 측정 결과를 제어 시스템에 전송합니다.

예를 들어: 100L의 약수를 주입槽에 투입해야 하는 경우, 첫 번째 단계는 PLC에서 100L의 약수를 자동으로 주입하는 프로그램을 설정하는 것입니다. PLC가 프로그램 실행을 시작하면, 펌프와 밸브가 열리고 약수가 주입됩니다. 이 과정에서 유량계는 유량 신호를 PLC에 다시 전달하고, 누적 유량이 설정된 목표 100L에 도달하면, PLC가 프로그램 실행을 중지합니다. 이로 인해 유량계의 정확도가 주입 시스템의 중요한 요소임을 알 수 있습니다.

위의 사례에서 LORRIC의 날개형 유량계를 사용한 경우, 매번 정량 추가 과정에서 액체 유속이 0m/s에서 0.15m/s 범위에 있어 유량계의 측정 범위 밖으로 벗어나므로 측정 오류가 발생할 수 있습니다(모든 속도형 유량계는 측정 가능한 최소 유속 범위 외부에서는 오류가 발생합니다). 정확한 정량을 달성하기 위해 유량계의 "K값" 기능을 사용하여 오류를 보정해야 합니다. 예를 들어, 100L의 액체를 설정하였지만 첫 번째 실행 후 시스템이 99L의 액체만 추가한 경우, 유량계의 K값을 1.01로 설정하여 오류를 보정해야 합니다.

다른 "정량"을 설정할 때마다, 다른 K값 보정이 필요합니다: 정량 추가의 제어 시스템에서는 속도형 유량계를 사용하는 경우, 유량계가 측정할 수 있는 최소 유속 구간에서 측정이 불가능하기 때문에 정량 추가에 오류가 발생합니다. 제어 시스템에 서로 다른 "정량" 요구가 있을 때, 측정 시간의 차이로 인해 전체 유량 계산에서의 오류 비율이 달라집니다. 이에 따라 다른 K값을 사용하여 보정해야 합니다. 예를 들어, 1L의 주입에 10초가 소요되고, 10L의 주입에는 60초가 소요된다면, 주입 전후의 0.5초가 합쳐져 1초의 오류가 발생합니다. 샘플링 시간으로 보면, 1L 주입에서의 오류는 전체 유량의 1/10을 차지하며, 10L 주입에서는 전체 유량의 1/60을 차지하게 되므로 두 경우의 K값은 동일하지 않습니다.

결론적으로, 정량 주입의 원리는 제어 시스템, 작동 장치, 및 감지 부품의 결합을 통해 유체 주입량을 정확하게 제어하는 것입니다. 이 과정에서 유량계는 중요한 역할을 하며, 시스템의 안정성과 정확성에서 핵심 역할을 합니다. LORRIC의 날개형 유량계와 초음파 유량계는 모두 유체의 유속을 측정하여 유량을 계산하는 방식을 사용하기 때문에, 정량 주입 시에는 개별 시스템에 따라 K값 조정을 통해 정량 주입의 목표를 달성해야 합니다.

정량 펌프는 액체를 정밀하게 측정하고 전달하는 장치입니다. 정량 펌프의 작동 원리는 일정한 기계 구조를 이용하여 액체를 펌프 내부로 흡입한 후, 일정한 압력과 유량 제어 장치를 통해 정확한 양의 액체를 목표 위치로 전달하는 것입니다. 정량 펌프는 고정밀도와 안정성이 요구되는 유량 전달 환경에서 사용되며, 화학 실험실, 의약품 생산, 식품 가공 등의 분야에 적합합니다. 정량 펌프는 액체의 부피와 유속을 정밀하게 제어하여, 전달 오류로 인한 부정적인 영향을 방지할 수 있습니다. 일반적인 정량 펌프의 유형으로는 피스톤 펌프, 기어 펌프, 연동 펌프 등이 있으며, 각기 다른 특징과 응용 범위를 가지고 있어, 특정 요구와 실제 상황에 맞게 적절한 정량 펌프를 선택해야 합니다.

정량 펌프는 유량을 정확하게 제어할 수 있는 펌프이며, 그 원리는 펌프의 작동 방식과 설계에 기반합니다. 정량 펌프는 고정된 부피의 작업실과 해당 입출구를 통해, 각 작업 주기마다 일정한 양의 유체가 흡입되고 배출되도록 합니다. 펌프의 각 작업 주기 동안 작업실은 입구에서 유체를 흡입하고, 펌프의 작동 구조(예: 피스톤, 기어, 스크류 등)를 통해 유체를 출구로 배출합니다. 이 과정이 반복되면서 유량이 정밀하게 제어됩니다. 정량 펌프의 유량과 압력은 펌프의 설계와 작업실의 부피에 따라 달라집니다. 펌프의 설계는 펌프의 최대 압력과 유량을 결정하며, 작업실의 부피는 각 작업 주기 동안 유체의 양을 결정합니다. 작업실 부피를 변경하여 각 주기마다 유체의 유량을 제어할 수 있으며, 펌프의 회전 속도와 작업 구조를 조정하여 펌프의 출력 압력과 유량을 제어할 수 있습니다.

결론적으로, 정량 펌프의 원리는 펌프의 작동 방식과 설계에 기반하며, 작업실 부피를 고정하고 펌프의 회전 속도와 작업 구조를 제어함으로써 유량을 정확하게 제어합니다.

정량 펌프는 산업 및 과학 연구 분야에서 널리 사용됩니다. 다음은 정량 펌프의 일반적인 산업 및 응용 사례입니다:

1. 의약품 생산: 의약품 생산에서는 정량 펌프를 사용하여 약액, 수액, 주사, 스프레이 등 공정을 수행할 수 있습니다. 2. 화학 분야: 화학 실험실이나 화학 산업에서는 정량 펌프를 사용하여 액체 시약의 정확한 투입량을 제어하여, 화학 반응의 안정성과 반복성을 보장합니다. 3. 식품 가공: 식품 가공 과정에서는 정량 펌프를 사용하여 첨가제의 투입량을 정밀하게 제어하여, 식품의 품질과 안전성을 보장합니다. 4. 폐수 처리: 폐수 처리 과정에서는 정량 펌프를 사용하여 화학 시약이나 약제를 정확하게 투입하여 수질을 조절하고 처리 효과를 높입니다. 5. 실험실 연구: 과학 실험실에서는 정량 펌프를 사용하여 샘플, 표준 용액, 교정 용액 등을 준비할 수 있습니다.

결론적으로, 정량 펌프는 매우 중요한 유체 제어 장치로, 높은 정확도와 신뢰성을 제공하여 다양한 산업 및 분야에서 널리 사용됩니다.