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이 글에서는 초음파 유량계의 프로브 설치에 대해 심층적으로 논의합니다. 이는 유량계의 정확도에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. Z, V, N, W 방법의 선택 요인을 다루고, LORRIC의 특허 클램프를 소개하여 설치의 어려움을 해결합니다. 또한, 측정 정확도에 영향을 미치는 요인을 분석하고 실용적인 조언을 제공합니다.
초음파 유량계의 프로브 설치 방법은 관의 직경, 관의 재질, 신호 강도, 작업 환경 등과 밀접한 관련이 있으며, 사용자들은 프로브를 설치하는 방법을 판단하기 어렵습니다. LORRIC은 이러한 상황을 관찰하고, 풍부한 현장 경험과 설치 원리에 따라 초음파 유량계의 프로브 설치 방법을 정리했습니다.
1. 초음파 유량계의 프로브 설치 방법
먼저, 초음파 유량계를 설치할 때 두 프로브가 축 방향 단면에서 180도로 배치되어야 합니다. 축 방향 단면이란 무엇일까요? 축 방향은 원통체의 회전 중심축의 방향을 의미하며, 축 방향 단면은 축을 가로지르는 세로 단면을 말합니다.
두 프로브가 축 방향 단면에서 180도로 배치된다는 것은 두 프로브가 축 방향 단면에서 정면으로 마주 보고 있다는 것을 의미합니다. 먼저 두 프로브가 정면으로 마주보고 있는지 확인해야 합니다 (아래 그림 참조).
다음으로 두 프로브의 대각선 측정 거리를 확인합니다 (아래 그림 참조).
2. 프로브 설치 방법에는 어떤 것이 있나요?
프로브 설치 방법에는 Z, V, N, W 네 가지 방법이 있으며, 설치 위치와 신호 반사 경로에 따라 구분됩니다. 반사 횟수가 많을수록 작은 유량을 측정할 수 있고 정확도가 높아지지만, 신호 강도는 반사 횟수에 따라 점점 약해지고 간섭도 커집니다. 일반적으로 산업계에서는 RSSI라는 매개변수로 수신 신호의 강도를 나타내며, Q 값으로 신호의 선명도를 나타냅니다. RSSI와 Q 값을 모두 고려하여 정확한 결과를 얻어야 하며, 권장되는 설치 목표는 합리적인 RSSI 하에서 Q 값을 높이는 것입니다. 이렇게 하면 음파가 선명하면서도 신호 강도를 잃지 않고 전달될 수 있습니다.
1. Z 방법
일반적으로 관 직경이 300mm를 초과하는 경우에 사용됩니다. 초음파 신호가 반사 없이 전달되기 때문에 신호 강도가 강합니다. 신호가 너무 약하거나 왜곡되지 않도록 방지할 수 있지만, 프로브가 관의 대각선 다른 측면에 위치하기 때문에 설치가 어렵습니다. 일반적으로 두 측면의 프로브가 축 방향 단면에서 정면으로 배치되었는지와 두 측면의 프로브의 대각선 거리를 어떻게 확인할 것인가가 문제가 됩니다.
2. V 방법
일반적으로 관 직경이 50-300mm인 경우에 많이 사용됩니다. 두 개의 프로브가 같은 측면에 위치하며, 초음파가 관 내에서 한 번 반사되어 V 자 모양을 이루기 때문에 V 방법이라고 불립니다. 프로브가 같은 측면에 있기 때문에 신호 강도의 균형점을 찾기 쉽습니다.
3. N 방법
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4. W 방법
일반적으로 50mm 미만의 작은 관에서 사용됩니다. 초음파가 세 번 반사되어 네 번의 경로를 이루며, 비행 시간을 연장하여 작은 관의 측정 정확도를 향상시킵니다. N 방법에 비해 프로브가 같은 측면에 있어 측정 거리를 확인하기 쉽지만, 실제로는 V 방법으로 이상적인 신호 상태를 조정할 수 없는 경우가 아니라면 W 방법은 권장되지 않습니다.
*주의사항: 작업 환경에 따라 프로브 설치 방법에 많은 차이가 있을 수 있으므로, 사용자는 현장 상황에 따라 설치 방법을 결정해야 합니다.
3. 초음파 유량계 프로브 설치의 어려움을 해결하는 LORRIC 특허 클램프
Z 방법과 N 방법은 프로브를 관벽의 대각선에 설치해야 하며, 두 개의 레일 클램프를 사용해야 합니다. 프로브의 거리를 측정하기가 어렵고, 큰 관 직경에서는 설치 작업이 쉽지 않습니다. 초음파 유량계를 정확한 위치에 설치하는 것이 어렵습니다. LORRIC은 기존
의 초음파 유량계 클램프 설치 과정을 개선하여, 특수 설계된 클램프로 사용자가 혼자 설치할 수 있도록 했습니다. 스트랩만 잘 끼우고 프로브를 레일에 맞추기만 하면, 초음파 유량계를 같은 직선 또는 정면 방향으로 배치할 수 있어 신호 전송이 더 정확해집니다.
4. 측정 정확도에 영향을 미치는 요인
큰 관 직경에서는 반사 거리가 멀어지기 때문에 신호의 에너지 강도는 거리의 제곱에 반비례합니다. 먼 거리일수록 RSSI가 낮아지고, Z, V, N, W 방법의 RSSI 순서대로 낮아집니다. 또한 관 재질도 영향을 미칩니다. 예를 들어, 일부 플라스틱 재질의 관 벽은 음파를 쉽게 흡수합니다. 유체의 특성 및 음파 반사가 쉬운 경계면도 RSSI에 영향을 미칩니다. 음파 전송 경로에는 여러 요인이 최종 수신 신호 강도에 영향을 미칩니다.
일반적으로 큰 프로브는 측정 감도가 높습니다. 큰 프로브는 대부분 큰 관 직경에 적용되며, 작은 관 직경에서는 프로브 간의 거리가 가까워져 큰 프로브를 설치하기 어렵습니다. 이는 최적의 위치에 설치하지 못하는 문제를 초래할 수 있습니다.