레벨의 측정

`,.' 2015. 1. 22.

레벨계의 종류는 정말로 다양합니다.

공업계측에서 가장 많은 종류가 레벨계로서 온도, 유량과는 다르게 표준화 되어 있지 않습니다

례벨계의 종류에는 액체용, 분체용, 접촉식, 비접촉식, FLOAT 식, 압력식 있습니다

Displacement Level Meter

각종 Plant 설계 시에 Level-Meter선정에 관하여서는 다음과 같은 Engineering-Spec’이 있다. [Glass-Gauge를 재외한 Level-Meter는 원칙적으로 Displacement Type Level Meter를 사용한다. 단 액면 의 높이가 2m 를 초과하는 경우에는 차압식 Level-Meter를 사용한다].이와 같이 화학Plant에는 Displacement Level Meter가 주류를 이룬다.그 이유로는 구조가 간단하고 신뢰성이 높기 때문이다.

원리와 구조

Displace로 만들어진 원통형의 Float를 액체속에 넣을 경우 Displace는 액체속에 들어간 길이와 밀도에 비례하여 부력을 받게 된다. 그 부력에 의한 Displace 의 중력의 변화를 검출 하고 Torque-Tube를 이용하여 기계적인 변위를 검출하면 Level을 측정하는 것이 가능하다.

Float Type Level Meter

원료Tank.Product Storage-Tank등에는 Float Type Level Meter가 필수적 이라고 하여도 좋을 정도로 많이 사용 되어진다.Level의 측정 정도도 수mm정도로 상당히 높고 외부의 영향에 의한 측정 오차도 적고 특히 자동 평행식을 사용하면 + - 1.5 mm 까지의 Level측정도 가능하며 대형개방Tank,구형Tank.LNG-TANK등에 주로 사용된다.

원리와 구조

액면에 Float를 뛰어 두고 일정한 장력으로 위에서 당기게 되면 Float의 부력과 평행을 이루게 되고 장력이 없으면 Float는 물속에 잠겨 버린다.Float에 걸리는 장력을 일정하게 하기 위하여 액면의 변화에 따라 Tape의 주량분 만큼장력을 증감 시켜 Float를 정지시켜 액위를 측정 한다.

차압식 Level Meter

차압식 Level-Meter는 보다 광범위 하게 사용되고 있다. 보통 레벨의 측정 거리가 2000mm이하의 레벨 측정은 앞에서 말한 Displace Type이 주로 사용되고 그 이상의 레벨 측정에서는 차압식 레벨의 측정 방법이 가장 광범위 하게 사용되고 있다.

원리와 구조

측정 방법은 가장 단순하다.Tank하부의 액체측을 도압관을 이용하여 전송기의 고압측에 연결하고 저압측은 Tank상부의 Gas측에 연결한다.Tank내의 액체의 Head압력은 정확하게 액위의 높이와 비례하기 때문에Head의 압력을 측정하면 레벨을 측정하는 것이 가능하다.

초음파 Level Meter

초음파Level-Meter는 Tank상부에서 초음파를 발사하고 발사된 초음파는 액면에서 반사 되어 상부로 되돌아 온다.이때 상부로 되돌아 오는 반사파의 왕복 시간을 측정하면 Tank의 레벨을 측정 하는 것이 가능하다.

방사선Level Meter

방사선 용기와 방사선 검출기를 그림과 같이 Tank의 측면에 설치하면 Tank의 Level의 변화에 따라 감마선이 액체에 흡수되어 감마선량이 변화 하게 된다.이 감마선량의 변화를 측정하여 레벨을 측정한다. 방사선 식은 법적인 규제가 많아 특수한 경우를 제외 하고는 그다지 사용 되지 않는다.

정전 용량식 Level Meter

전극 한 개를 Tank내부에 설치하면 전극과 Tank 사이에 정전 용량이 변화한다.

이 정전용량은 액면이 상승하면 증가하고 반대로 액면이 하강하면 감소한다.이러한 정전용량의 변화를 검출하여 Level을 측정한다.

Purge Type Level Meter

Tank내부에 Bubble-Tube를 설치하고 일정유량의 공기를 Bubble-Tube 내로 Purge 를 한다.이때 Bubble-Tube내부의 압력은 액면Head * Density가 되기 때문에 공기압의 변화를 차압식 발신기를 사용하여 압력의 변화를 측정 하면 Tank 내의 Level 을 측정 할수가 있다.

Displacement Level Switch

각 생산 Plant에서 가장 많이 사용되고 있는 Level-Switch 이다.액면이 변하면 Displace의 부력도 변하여 상하로 움직이게 된다.액면의 변위와 Displace의 변위는 서로 비례 하여 움직이는 것을 이용하여 상부에 설치된 Micro-s/w 를 동작 시킨다.장점은 Micro-s/w의 위치를 이동 시키는 것이 가능하여 Set Point의 변경도 할수있다

Ball Float Level Switch

지지점 이 있는 Rod의 한쪽 끝에 Float를 설치하여 다른 한쪽에 Magnet를 설치하여 외부에서 위치가 감지 되도록 설치 한 것으로 액면이Float에 도달 하였을 때 Micro-s/w를 동작시켜 액면이 어떤 지점에 도달 했음을 검출하는 Point Switch 이다.

도전율식 Level Switch