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기술동향 <기술동향: 레벨계>자왜식 액면 레벨계 <미국 MTS Systems사 자왜식 액면계 소개>

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작성자 댓글 0건 조회 971회 작성일 20-07-07 16:11

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그림 1. 동작 원리 


서론

최근 공장의 IoT화가 진행되고 있으며 그 일환으로서 각 설비에 설치된 센서의 정보도 데이터로 관리하는 시스템이 구축되고 있다. 공장 내 탱크도 예외는 아니어서 탱크 내 액체의 높이를 계측함으로써 액량을 관리할 수 있었으면 좋겠다는 요구가 늘어나고 있다. 지금까지의 액면 계측에서는 필요량에 따라 상한 부분, 하한 부분의 감지가 가능하다면 충분했다. 그러나 액량 관리라고 하는 요구를 달성하기 위해서는 연속적으로 액면을 계측할 수 있어야 한다. 당사가 취급하는 미국 MTS Systems사의 자왜식 액면(레벨)계는 플로트를 이용하여 이러한 내용을 가능하게 해준다. 여기에서는 자왜식 액면계의 동작 원리, 그리고 당사의 제품에 관해 소개하도록 한다.

 

동작 원리

동작 원리는 <그림 1>과 같다. 자왜선이라 불리는 금속선에 전류 펄스를 흘리면 자왜선의 원주 방향으로 자장이 발생한다. 거기에 자석을 가까이 대면 자석의 자계와 원주 방향의 자장이 합성되고 그 자장 방향으로 자왜선이 물리적으로 비틀린다. 이 비틀리는 현상이 자왜 현상이다. 전류는 펄스이기 때문에 발생하는 비틀림 왜곡은 순간적이며 이것이 일종의 기계 진동파로서 자왜선 상의 초음속으로 전파한다. 이 전파 시간을 계측하고 거리로 변환하여 자석의 위치를 알 수 있다.


자왜식 액면계의 구성과 특징

(1) 구성

자왜식 액면계는 하우징부, 로드부, 자석 내장 플로트로 구성된다(그림 2). 자왜선은 로드 내부를 지나고 있으며 하우징 내부의 전자 회로와 연결되어 있다. 하우징 내부의 전자 회로에서 전파 시간의 계측과 거리에 대한 변화가 이루어진다. 또한 하우징부에서는 출력 신호의 변환도 이루어지고 있다. 플로트에는 자석이 내장되어 있기 때문에 액면의 변화에 따라 움직이는 플로트의 위치를 계측함으로써 표면, 계면의 위치 계측을 실시하고 있다.


(2) 특징

MTS Systems사 자왜식 액면계는 아래와 같은 특징을 가진다.

· 플로트와 자왜선은 비접촉이기 때문에 자왜선으 마모되는 일이 없다. 이 때문에 제품으로서의 기계적인 수명은 원리상 거의 무한이다.

· 비중이 다른 플로트를 이용하여 액면(기체-액체)뿐만 아니라 계면(액체-액체)의 높이도 동시에 계측할 수 있다.

· 앱솔루트 방식으로, 설치 시의 캘리브레이션 재교정이 필요 없다.

· 계측 정밀도가 ±1인 고정밀도의 액면 계측이 가능하다.

· 유효 계측 길이는 최대 22m까지 지원이 가능하다.

· 일본 국내의 방폭 인증뿐만 아니라, IECExATEX 등 전 세계 내압 방폭(Ex db HB+H2 T6...T3 Ga/Gb), 본질안전방폭(Exia HC T4 Ga/Gb)을 지원한 구조를 가지고 있다.

· 옵션으로 디지털 온도계를 내장할 수 있다.


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그림 2. 액면계의 구성

 



..(후략)


 

石原 雅史 / 도요테크니카 

  본 기사는 2020년 7월호에 게재되었습니다. 


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