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Bobby Brown
업데이트 2019-09-09
자신에게 맞는 유량계를 선택하는 방법

본문 목차

유량계는 종류가 매우 다양하여 구매 시 어떻게 선택해야 할지 모를 수 있습니다. 이 글은 유량계를 구매할 때 사용자가 겪는 어려움을 해결하기 위해 작성되었으며, 유량계를 선택할 때 고려해야 할 사항들을 소개하고, 다양한 유량계의 사용 조건을 표로 정리하여 독자가 자신의 필요에 가장 적합한 유량계를 선택할 수 있도록 도와줍니다!
유량계의 작동 원리에 대해 더 자세히 알고 싶으시다면 5분 안에 다양한 유량계 작동 원리 이해하기를 참고하세요.

1. 유량계 유체 매질

유량계를 선택할 때, 서로 다른 유량계의 측정 원리가 다르기 때문에 모두가 액체와 기체를 측정할 수 있는 것은 아닙니다.

➤ 유량계 유체 매질 참조표:
유량계 종류 액체 기체
1 초음파 유량계
2 펠톤 휠 유량계
3 면적식 유량계(로터미터)
4 코리올리스 유량계
5 용적식 유량계(기어 유량계)
6 와류 유량계
7 터빈 유량계
8 차압식 유량계
9 전자기 유량계
10 열질량 유량계


2. 유량계 파이프 압력 등급 및 온도 범위

또한, 파이프 압력과 온도도 매우 중요합니다. 다양한 유량계는 압력과 온도에 대한 내성이 다르며, 같은 유량계라 하더라도 소재의 차이 또는 특수 설계에 따라 압력과 온도 내성이 달라질 수 있습니다.
일반적으로 엔지니어링 설계에서는 안전 범위를 10도 이상 초과하는 것이 좋습니다. 파이프 압력 20kg, 수산화나트륨 파이프 내 액체 50도인 경우, Lorric 유량계를 예로 들면 액체 내성 온도가 50+10을 초과하더라도 파이프 압력 내성은 20+10 이상이어야 합니다.


➤ 유량계 압력 범위, 작업 온도 참고표:
다음은 Emerosn, Endress+Hauser, Doweston 등의 유량계 제조사 웹사이트에 게시된 유량계 제품 정보를 참고하여 정리한 내용입니다.
압력은 MPa(메가파스칼)을 기준으로 합니다:
  • 저압: ≤ 1.0 MPa
  • 중압: 1.0 MPa ~ 10 MPa
  • 고압: > 10 MPa
파이프 내 유체 온도는 섭씨(°C)를 기준으로 합니다:
  • 저온: -40°C ~ 0°C
  • 중온: 0°C ~ 100°C
  • 고온: > 100°C
유량계 종류 압력 범위 파이프 내 유체 온도
1 초음파 유량계 고 (파이프 외부 설치, 압력 제한 없음) 저~고
2 펌프 휠 유량계
3 면적식 유량계 (플로트 유량계)
4 코리올리스 유량계 저~고
5 용적식 유량계 (기어 유량계) 중저
6 와류 유량계 저~고
7 터빈 유량계 중저
8 차압식 유량계 저~고
9 전자기 유량계
10 열질량 유량계 중저 저~고
(이 표는 초기 선택 참조용입니다. 제조사에 따라 유량계 특성이 다를 수 있으므로 구매 시 카탈로그를 참조하거나 제조사와 상담하여 온도 및 압력 내성이 사용 조건에 맞는지 확인하는 것이 좋습니다.)

3. 유량계 측정 범위

유량계의 측정 범위는 설비 파이프의 유체 유량 변화 범위를 초과해야 합니다:

유량계 유량 범위
우리는 요구에 맞는 유량계를 선택하기 위해 측정 범위를 참고할 수 있습니다. 만약 설비 측정 범위가 10-150 lpm 사이일 경우, 150을 10으로 나눈 값은 15이며, 권장하는 유량계는 측정 범위가 1:15보다 큰 것입니다. 또한, 유량계의 최소 측정 유량이 10 lpm보다 작고 최대 유량이 150 lpm보다 큰 유량계를 선택하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 5~180 lpm 측정 범위의 유량계 또는 3~300 lpm 측정 범위의 유량계를 선택할 수 있습니다.

측정 범위의 최소값(하한 범위)은 영점(경계 값)에 영향을 미치며, 상한 값은 유량계의 정밀도에 영향을 줍니다. 보통 상한 값(전체 범위)의 백분율로 오차를 계산하므로, 측정 범위의 최소값과 최대값 간의 차이가 클 경우, 낮은 유량에서 정밀도가 떨어질 수 있습니다.

➤ 각종 유량계 측정 범위 참고표:
다음은 Emerosn, Endress+Hauser, Doweston 등의 유량계 제조업체 웹사이트에서 공시된 유량계 제품 자료를 참고하여 정리한 데이터입니다. 측정 범위를 기준으로 합니다:
  • 고량범위비: > 1:50, 매우 작은 유량과 큰 유량을 동시에 측정해야 하는 경우에 적합
  • 중간량범위비: 1:20 ~ 1:50, 대부분의 산업 응용에 적합
  • 저량범위비: < 1:20, 유량 범위가 작고 유량이 고정적인 응용에 적합
유량계 종류 량범위비
1. 초음파 유량계
2. 펌프식 유량계
3. 면적식 유량계(부자 유량계)
4. 코리올리스 유량계
5. 체적 유량계(기어 유량계)
6. 와류 유량계
7. 터빈 유량계
8. 차압식 유량계
9. 전자기 유량계
10. 열질량 유량계 저~고
(이 표는 초기 선택 참고용으로 제공됩니다. 제조업체에 따라 유량계 특성이 다를 수 있으므로, 제품 카탈로그나 제조업체에 문의하여 측정 범위가 사용 조건에 적합한지 확인하시기 바랍니다.)


4、유량계 정밀도 요구사항

유량계의 정밀도는 매우 중요하지만, 일반적으로 정밀도가 높을수록 가격이 비쌉니다. 필요에 따라 정밀도와 가격 사이에서 타협하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 단순히 파이프의 유량을 파악하려는 경우에는 높은 정밀도가 필요하지 않지만, 정밀한 공정에서 화학 약품을 모니터링하는 경우에는 높은 정밀도가 요구됩니다. 아래는 정밀도와 관련된 용어를 설명합니다:

유량계 정밀도

1. 반복 정밀도와 측정 정밀도

  • 반복 정밀도
    정의: 동일한 조건에서 동일한 양을 여러 번 측정할 때, 측정 결과의 일관성 또는 근접 정도를 나타냅니다. 반복성은 측정 장비나 시스템이 짧은 시간 내에 여러 번 측정할 때의 안정성을 반영합니다.
    예를 들어, 특정 유량계로 동일한 유량(예: 초당 10리터)을 측정하고 동일한 조건에서 10번 반복 측정을 수행한다고 가정합니다. 유량계의 반복 정밀도가 높으면 10번 측정 결과가 매우 근접하게 나옵니다. 예를 들어 결과가 9.98, 9.99, 10.01리터와 같이 나올 수 있습니다. 반복성이 높을수록 데이터의 분산이 적습니다.
  • 측정 정밀도
    정의: 측정 값과 실제 값(또는 참조 표준 값) 사이의 근접 정도를 나타냅니다. 측정 정밀도는 측정 장비의 정확성을 반영합니다.
    만약 10리터/초의 유량을 측정하려고 할 때, 이상적인 경우 유량계는 10.0리터/초를 표시해야 합니다. 유량계가 9.8리터/초를 표시한다면, 이는 측정 정밀도가 낮음을 의미합니다. 유량계의 측정 정밀도가 높을수록 측정 값이 10.0리터/초에 근접합니다.
  • 2. 전 범위(FS)와 읽기 값(Rd)

    유량계의 사양 표준에 명시된 정밀도를 볼 때, 전 범위 백분율(Full Scale, FS)인지 읽기 값 백분율(Reading, Rd 또는 RD)인지 주의해야 합니다.

    1 )전 범위(FS)란 무엇인가?
    전 범위 FS로 오차를 나타내는 경우, 최대 측정 범위를 기준으로 오차를 계산하며, 절대 오차는 변하지 않지만 실제 유량에 대한 백분율 오차는 유량 변화에 따라 달라집니다.

    예를 들어, 유량계의 측정 범위가 3-300LPM이고, 정밀도가 전 범위의 3.0%FS인 경우:
    절대 오차 = 300 LPM × 3.0% = 9 LPM
  • 만약 표시된 유량이 250LPM이라면, 실제 유량은 250 LPM ± 9 LPM, 즉 241 LPM에서 259 LPM 사이일 수 있습니다. 이 경우 상대 오차는 9 LPM / 250 LPM ± 3.6%입니다.
  • 만약 표시된 유량이 100LPM이라면, 실제 유량은 100 LPM ± 9 LPM, 즉 91 LPM에서 109 LPM 사이일 수 있습니다. 상대 오차는 ± 9%입니다.

    전 범위(FS)로 오차를 나타내는 장점은 계산이 간단하다는 점입니다. 절대 오차가 변하지 않기 때문에 높은 유량에서의 오차를 나타내기에 적합하지만, 유량이 줄어들 때 절대 오차가 유량의 비율에서 차지하는 비중(상대 오차)이 커져 측정 정밀도가 떨어질 수 있습니다.
  •  

    2)읽기 값(Rd 또는 RD)이란?
    읽기 값(Reading, Rd 또는 RD)으로 오차를 나타내는 경우, 실제 측정 값을 기준으로 오차를 계산합니다. 유량이 측정 범위 내 어디에 위치하든 백분율은 변하지 않습니다.

    예를 들어, 유량계의 정확도가 읽기 값의 0.3%RD인 경우:
    절대 오차 = 100 LPM × 0.3% = 0.3 LPM

  • 실제 측정 값이 100 LPM일 때, 절대 오차는 100 LPM × 0.3% = 0.3 LPM입니다.
  • 실제 측정 값이 50 LPM일 때, 절대 오차는 50 LPM × 0.3% = 0.15 LPM입니다.

    읽기 값(RD)으로 오차를 나타내는 장점은 오차가 측정 값에 따라 변하며, 낮은 유량 측정에서 더 정확하고 상대 오차가 일정하다는 점입니다. 변동하는 유량에 적합하며 다양한 범위에서 정밀도를 유지할 수 있습니다. 단점은 계산이 더 복잡하다는 것이며, 각 읽기 값을 동적으로 계산해야 하고, 높은 유량에서는 오차가 커질 수 있어 높은 유량 측정 정밀도에 영향을 미칠 수 있습니다.

  • ➤ 유량계 정밀도 참고표:
    다음은 Emerosn, Endress+Hauser, Doweston 등의 유량계 제조업체 웹사이트에 공시된 유량계 제품 자료를 참고하여 정리한 데이터입니다. 전 범위 정밀도(FS) 오차를 기준으로 합니다:
    • 고정밀도: FS ≤ ±0.5%, 실험실 측정 또는 고정밀 산업 응용에 적합 
    • 중정밀도: FS가 ±0.5%에서 ±2% 사이, 대부분의 산업 응용에 적합하며 일상적인 측정 요구에 사용 가능
    • 저정밀도: FS > ±2%, 유량 변동이 크거나 정밀도 요구가 낮은 응용에 적합

    三、유량계 유량 범위

    유량계의 측정 범위는 설비 파이프의 유체 유량 변화 범위를 초과해야 합니다:

    유량계 유량 범위
    우리는 요구에 맞는 유량계를 선택하기 위해 측정 범위를 참고할 수 있습니다. 만약 설비 측정 범위가 10-150 lpm 사이일 경우, 150을 10으로 나눈 값은 15이며, 권장하는 유량계는 측정 범위가 1:15보다 큰 것입니다. 또한, 유량계의 최소 측정 유량이 10 lpm보다 작고 최대 유량이 150 lpm보다 큰 유량계를 선택하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 5~180 lpm 측정 범위의 유량계 또는 3~300 lpm 측정 범위의 유량계를 선택할 수 있습니다.

    측정 범위의 최소값(하한 범위)은 영점(경계 값)에 영향을 미치며, 상한 값은 유량계의 정밀도에 영향을 줍니다. 보통 상한 값(전체 범위)의 백분율로 오차를 계산하므로, 측정 범위의 최소값과 최대값 간의 차이가 클 경우, 낮은 유량에서 정밀도가 떨어질 수 있습니다.

    ➤ 각종 유량계 측정 범위 참고표:
    다음은 Emerosn, Endress+Hauser, Doweston 등의 유량계 제조업체 웹사이트에서 공시된 유량계 제품 자료를 참고하여 정리한 데이터입니다. 측정 범위를 기준으로 합니다:
    • 고유량 범위: > 1:50, 매우 작은 유량과 큰 유량을 동시에 측정해야 하는 경우에 적합합니다.
    • 중간 유량 범위: 1:20에서 1:50 사이, 대부분의 산업 응용에 적합합니다.
    • 낮은 유량 범위: < 1:20, 유량 범위가 좁고 유량이 고정된 응용에 적합합니다.
    유량계 종류 정밀도 범위
    1 초음파 유량계
    2 패들휠 유량계 낮음
    3 면적식 유량계 (플로트 유량계) 낮음
    4 코리올리 유량계
    5 용적식 유량계 (기어 유량계) 중고
    6 와류 유량계 중간
    7 터빈 유량계 중간
    8 차압식 유량계
    9 전자식 유량계
    10 열질량 유량계

    (이 표는 초기 선택을 위한 참고용입니다. 제조사에 따라 유량계 특성이 다를 수 있으므로, 선택 시 카탈로그 또는 제조사에 문의하여 유량계의 측정 범위가 사용 조건에 적합한지 확인하는 것이 좋습니다.)


    6. 구매 비용 및 특별 인증

    유량계를 구매할 때, 유량계 자체의 가격 외에도 설치, 유지보수, 운영 비용을 고려해야 합니다. 예를 들어 전자 유량계는 수명이 길지만 정기적인 교정이 필요합니다.
    또한, 유량계에 대해 특별 인증 요구 사항이 있는지 여부도 중요합니다. 특히 안전성 및 방폭 요구가 높은 산업 현장에서는 다음과 같은 특별 인증이 필요합니다:
    CE: 유럽 연합의 안전, 건강, 환경 보호 표준으로, 유럽에서 판매되는 모든 장비는 이 규정을 준수해야 합니다.
    UL: 미국의 안전 인증으로, 주로 전기 안전 및 화재 방지에 관한 것이며 북미 시장에서 널리 사용됩니다.
    ATEX: 유럽의 폭발성 환경에 대한 방폭 인증으로, 화학 및 석유 등 고위험 장소에 적용됩니다.
    도량형 인증: 유량계의 정확도 및 측정 준수성을 보장하는 인증으로, 상업적 계량의 정확성을 보장합니다.
     
    ➤ 유량계 비용 참고 표:
    아래는 Amazon 및 Alibaba에서 검색 가능한 DN25 (1 inch) 유량계 가격 범위를 기준으로 합니다:
    • 고비용: 615,000 KRW 이상
    • 중비용: 205,000 ~ 615,000 KRW
    • 저비용: 205,000 KRW 이하
    유량계 종류 구매 비용
    1 초음파 유량계 중고
    2 페들휠 유량계
    3 면적식 유량계(로터미터)
    4 코리올리 유량계
    5 체적식 유량계 (기어 유량계)
    6 와류 유량계
    7 터빈 유량계
    8 차압 유량계
    9 전자기 유량계
    10 열질량 유량계
    (이 표는 초기 선택을 위한 참고용입니다. 제조사에 따라 유량계 특성이 다를 수 있으므로, 선택 시 카탈로그를 참고하거나 제조사에 문의하여 유량계 가격이 비용 대비 적합한지 확인하는 것이 좋습니다.)

    7. 신호 전송

    일부 경우에는 유량 데이터 저장 및 전송 요구가 있을 수 있으며, 이때 신호 전송 방식이 다른 장비와 호환되는지 확인해야 합니다. 예를 들어 Pulse, 4-20mA, RS485, I/O LINK 등이 있습니다.
    최근 《에너지 관리법》은 건물 및 작업 장소 등 구역의 장비에 대해 연간 에너지 신고를 요구하고 있으며, 이때 데이터 수집 기능이 있는 유량계가 필요하게 됩니다. 따라서 유량계를 구매할 때 통신 인터페이스와 통신 프로토콜의 호환 여부를 주의해야 합니다.
    자세히 알아보기:
    초음파 유량계로 에너지 신고를 더 간편하게
    아날로그 전류 출력이란 무엇인가
    RS485란 무엇인가
    스위치 신호란 무엇인가

    8. 다양한 유량계 특징 정리

    유량계 종류  압력 범위 유체 온도   범위 비율 정확도 범위  구입 비용
    1 초음파 유량계  높음  낮음~높음  중간  높음 중고
    2 페들휠 유량계  낮음  중간  낮음  낮음 중간
    3 면적식 유량계(로터미터)  낮음  중간  낮음  낮음 낮음
    4 코리올리 유량계  중간  낮음~높음  낮음  높음 중간
    5 체적식 유량계 (기어 유량계)  중간  중간  낮음 중고 중간
    6 와류 유량계  중간  낮음~높음  중간  중간 높음
    7 터빈 유량계  중간  중간  낮음  중간 중간
    8 차압 유량계  높음  낮음~높음  중간  높음 낮음
    9 전자기 유량계  중간  중간  중간  높음 높음
    10 열질량 유량계  중저  낮음~높음  높음  높음 높음
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