자신에게 맞는 유량계를 선택하는 방법

Bobby Brown

업데이트 2025-04-30

본문 목차

1. 유량계란 무엇이며, 왜 필요한가?
2. 유량계 유형 비교 및 적용 사례 빠른 정리
3. 유량계 선택 방법
4. 요구에 따라 유량계를 선택하는 방법 – 반도체 파운드리 대기업 사례
5. 자주 묻는 질문 Q&A

1. 유량계란 무엇이며, 왜 필요한가?

유량계는 액체나 기체와 같은 유체가 일정 시간 동안 관을 통해 흐르는 부피나 질량을 측정하는 계측기입니다. 여기서 '유량'이란 단위 시간당 유체가 이동하는 양을 의미하며, 일반적으로 LPM(리터/분), kg/h(킬로그램/시간)와 같은 단위로 나타냅니다 [주1] . 일상에서 흔히 볼 수 있는 수도계량기도 사실상 수돗물 사용량을 측정하기 위한 유량계의 일종입니다.

유량계를 사용하는 이유는 다양합니다. 산업 현장에서는 유량계를 통해 배관 내 액체나 기체의 흐름을 실시간으로 모니터링하여 원료 투입 비율을 정확하게 조절하거나, 냉각수 순환이 정상적으로 이루어지는지 확인하며, 공정 중 생산된 제품의 양을 계산할 수 있습니다.

2. 유량계 유형 비교 및 적용 사례 빠른 정리

다양한 응용 요구에 맞추기 위해 유량계는 여러 종류로 나뉘며, 일반적으로 측정 원리에 따라 분류할 수 있습니다. 아래는 대표적인 10가지 유량계를 응용 사례에 따라 정리한 표입니다.
➤ 기호 의미: ★★★ - 우수, ★★ - 보통, ★ - 비추천 (비용은 ★★★ 높음부터 ★ 낮음까지)

| 유량계 유형

3. 유량계 선택 방법

| 선택 단계

1 ) 매질 특성 분석

유체가 액체, 기체, 또는 증기인지 먼저 확인해야 합니다. 그 외에 고려해야 할 중요한 요소로는 유체의 산도(pH, 산성 또는 알칼리성), 배관이 완전히 채워져 있는지 여부, 기포의 존재, 그리고 유체의 점도 등이 있습니다.

유량계 선택 시 온도와 압력에 대해 최소 10 단위의 안전 여유를 두는 것이 좋습니다. 예를 들어, 유체의 온도가 50°C이고 압력이 20 kg/cm²인 경우, 최소 60°C와 30 kg/cm²를 견딜 수 있는 유량계를 선택하는 것이 더 안전합니다.

고압에 적합한 유량계로는 초음파 유량계(Ultrasonic), 차압식 유량계(Differential Pressure) , 코리올리 유량계(Coriolis)가 있으며, 넓은 온도 범위를 요구하는 경우에는 차압식 유량계, 전자기식 유량계(Electromagnetic), 와류식 유량계(Vortex)가 자주 사용됩니다.

2 ) 유량 범위 결정

유량계를 선택할 때 가장 중요한 고려 사항 중 하나는 측정 가능한 유량 범위가 파이프라인 내 유체 흐름의 전체 변동 범위를 초과해야 한다는 점입니다. 즉, 유량계는 예상되는 최소 및 최대 유량을 모두 정확하게 측정할 수 있어야 하며, 이를 통해 모든 작동 조건에서 안정적이고 신뢰할 수 있는 판독값을 제공할 수 있습니다.

| 유량 범위 결정

유량 변동이 비교적 적은 응용 분야에서는 면적식 유량계(rotameter), 터빈 유량계(Turbine), 와류 유량계(Vortex), 차압식 유량계(Differential Pressure)와 같은 소형 유량계를 고려할 수 있습니다.
반면, 매우 낮은 유량에서부터 높은 유량까지 넓은 측정 범위가 필요한 경우에는 초음파 유량계(Ultrasonic) 또는 코리올리 유량계(Coriolis)가 권장됩니다.

3 ) 정밀도에 대한 요구 사항

정밀도가 높을수록 오차가 작다는 것을 의미하며, 정밀도가 높은 유량계는 일반적으로 가격도 더 비쌉니다. 따라서 유량계를 선택할 때는 요구 사항에 따라 정밀도와 가격 사이에서 적절한 균형을 찾아야 합니다.
단순히 배관 내 물의 양을 대략적으로 파악하고자 할 경우에는 저렴한 저정밀도 면적식 유량계(rotameter)를 사용할 수 있습니다. 일반적인 산업 설비에서는 중정밀도의 펠톤휠 유량계(Paddlewheel), 용적식 유량계(Positive Displacement), 와류식 유량계(Vortex) 등을 많이 사용합니다.
반면, 엄격한 모니터링이 필요한 고정밀 응용 분야에서는 초음파 유량계(Ultrasonic), 코리올리 유량계(Coriolis), 전자기 유량계(Electromagnetic)를 추천합니다.

4 ) 정밀도에 대한 요구 사항

관 직경을 먼저 확인하세요. 대구경 배관에는 외부 부착형 초음파 또는 전자기 방식이 자주 사용되며, 소구경의 경우에는 로터미터 나 소형 질량식(mass) 계측기가 더 적합합니다. 진동 간섭이 우려되는 경우에는 진동에 민감한 코리올리 방식은 피하고, 전자기 또는 초음파 방식을 추천합니다. 이들 방식은 기계적 진동의 영향을 덜 받습니다. 현장에서 배관 절단이 어렵다면 초음파 방식이 가장 적합하지만, 유체 조건을 반드시 확인해야 합니다. 기포가 과도하거나 배관이 가득 차 있지 않으면 사용이 어렵습니다. 옥외 방수 환경이 필요한 경우 IP65 이상의 방수 등급을 가진 제품을 선택하고, 연결 인터페이스가 방수 처리되어 있거나 옥외형 접속함을 사용하는지 확인해야 합니다. 그 외에도 유체 온도 및 압력, 주변 온도 등 특수한 조건이 있다면 사전에 확인하고 선택하는 것이 중요합니다.
➤ 더 알아보기：
펠톤휠 유량계 설치 방법
로터미터 설치 방법
초음파 유량계 센서 설치 방법

5 ) 비용 및 인증 평가

성능, 가격, 그리고 안전 또는 규제 요건을 충족하기 위한 필수 제품 인증 여부를 종합적으로 비교해야 합니다.
현장 인력이 제한되어 계측기의 유지보수가 어려운 경우에는 기계적 마모가 없는 전자기식이나 초음파식처럼 무접촉 방식의 유량계가 다른 유형보다 더 적합합니다.

6 ) 신호 전송 요구사항

일부 현장에서는 유량 데이터를 저장하고 전송해야 하는 요구가 있습니다. 특히 최근에는 「에너지 관리법」에 따라 건물이나 작업장 등 구역별 설비에 대해 연간 에너지 보고가 의무화되면서, 데이터 수집 기능을 갖춘 유량계가 필요해지고 있습니다. 이러한 경우 유량계를 구매할 때 통신 인터페이스와 통신 프로토콜이 시스템과 호환되는지를 반드시 확인해야 하며, 각 제조사의 유량계 카탈로그에서 통신 방식 지원 여부를 참고하는 것이 좋습니다.
➤ 통신 방식에 대해 더 알 아보기：
• 초음파 유량계로 에너지 보고 간소화
• 아날로그 전류 출력이란?
• RS485란 무엇인가?
• Modbus란?
• 스위치 신호란?

4. 요구에 따라 유량계를 선택하는 방법 – 반도체 파운드리 대기업 사례

이 반도체 제조업체는 초순수 공정에서 RO 장비에 유량계를 설치하여 RO 농축수의 유량을 모니터링하고, 농축비를 제어하며 멤브레인의 스케일링을 방지해야 했습니다. 고객사는 현장 공간이 협소하고 장비를 정지시키기 어렵다고 밝혔습니다.
이러한 조건을 바탕으로, 우리는 고객이 현장 상황에 가장 적합한 유량계를 선택할 수 있도록 6단계의 선택 가이드를 통해 안내했습니다.

1단계: 매질 특성 분석

RO 장비의 측정 매질은 "초순수"로, 비전도성이며 저온·상압 상태에서 부식성이 있습니다.
✖︎ 전도성 액체에 적합한 전자기식과 내식성이 약한 유리관 면적식(rotameter)은 초기 제외 대상

2단계: 유량 범위 확인

일반적인 RO 시스템의 농축수 유량은 중저유량 범위이며, 일정한 변동이 있어 미세한 변화에도 안정적으로 반응할 수 있어야 합니다.
✖︎ 소유량 변화 감도가 낮은 터빈식, 와류식(vortex), 대유량 배관에 적합한 차압식은 비추천

3단계: 정밀도 요구

측정 정밀도가 매우 중요하며, 농축비를 정확하게 제어해야 전체 공정에 영향을 주지 않습니다.
✖︎ 정밀도가 낮은 면적식(rotameter), 열질식, 와류식(vortex), 터빈식은 제외
✔ 일반적으로 초음파(ultrasonic) 및 코리올리(coriolis)는 ±0.1%~0.3% 수준의 높은 정밀도를 제공

4단계: 설치 환경 고려

고객의 요청에 따라 현장에서는 기계 정지나 배관 절단이 불가능하며, 공간도 제한적입니다.
✖︎ 고정밀 질량식 유량계는 대부분 삽입식 또는 플랜지형으로 크기가 크고 설치가 복잡함
✔ 비침습형 설치가 가능한 방식은 외부 클램프형 초음파뿐이며, 크기도 작고 설치가 간편함

5단계: 비용 및 인증 평가

비용을 관리하고 싶다면, 중간 가격대의 고기능 외부 클램프형 초음파 유량계를 선택할 수 있으며, 가격은 약 1~2만 TWD로 1~2년에 한 번 정도 교정하면 충분합니다.

6단계: 신호 전송 요구

고객은 PLC를 통해 유량 데이터를 모니터링해야 하므로, 4–20mA, Modbus 또는 Pulse 통신 프로토콜을 지원하는 전자식 유량계를 선택해야 합니다. 장비와 유량계 간의 통신 호환 여부도 반드시 확인해야 합니다.
✦ 최종 판단: 외부 클램프형 초음파 유량계가 최적의 선택 ✦
외부 클램프형 초음파 유량계는 고정밀, 빠른 설치, 내화학성 소재, 디지털 통신 지원 기능을 갖추고 있으며, 비전도성 순수수 측정에 적합하고 정지 없이 설치할 수 있어 고객의 요구를 충족합니다.
➤자세히 알아보기: 본 사례에 사용된 제품 - LORRIC 초음파 유량계

5. 자주 묻는 질문 Q&A

Q1：유량계는 어떤 종류가 있나요? 어떻게 구분하나요?
A: 일반적으로 많이 사용되는 유량계 종류에는 초음파식, 면적식(rotameter), 펠톤휠식(paddlewheel), 터빈식, 질량식, 전자기식 등이 있으며, 주요 차이점은 측정 원리와 적용 범위에 있습니다. 선택 시 유체의 종류, 온도, 압력 범위, 예산 등을 고려하여 적합한 유량계를 선택하는 것이 좋습니다.
➤ 더 알아보기：유량계 측정 원리

Q2：유량계 측정이 부정확한 이유는 무엇인가요?
A: 유량계의 정확도가 떨어지는 주요 원인으로는 잘못된 설치 위치, 유체 내 기포나 이물질 존재, 불안정한 유속, 주기적인 교정 미실시, 센서 노후화 등이 있습니다. 또한, 사용 환경에 맞지 않는 유량계 모델을 선택한 경우도 많습니다. 정확한 측정을 위해서는 규정에 따라 설치하고 정기적인 점검과 교정을 실시해야 합니다.

Q3：유량계마다 측정 정확도가 다르나요?
A: 네, 유량계 종류에 따라 측정 정밀도에 큰 차이가 있습니다. 일반적으로 질량식, 전자기식, 초음파식은 높은 정밀도를 제공하며, 반도체 제조나 제약 산업 등 높은 정확도가 필요한 곳에 사용됩니다. 반면, 로터미터(rotameter)는 상대적으로 정확도는 낮지만 가격이 저렴하여 일반적인 용도에 적합합니다. 측정 조건에 따라 적절한 정밀도를 선택하는 것이 중요합니다.

Q4：유량계는 주기적으로 교정해야 하나요? 어떻게 하나요?
A: 네, 유량계는 일반적으로 1~2년에 한 번 정기적으로 교정해야 하며, 교정은 TAF 또는 ISO17025 인증을 받은 전문 기관에서 수행하는 것이 권장됩니다. 일부 제조사에서는 자체 교정 서비스를 제공하기도 합니다.
➤ 더 알아보기：LORRIC 유량계 교정 서비스

Q5：유량계 설치 시 주의할 점은 무엇인가요?
• 설치 전후로 충분한 직관 구간을 확보하고, 곡관이나 밸브와 가까운 설치는 피하세요.
• 유량계의 유체 흐름 방향에 따라 정확하게 설치하세요.
• 전원 연결이 안정적이고 접지가 정확한지 확인하세요.
• 일반적으로 진동이 심한 환경, 공기 포집 지점 또는 음압 구간은 피해야 합니다.

참고 자료

^ [주1]• 체적 유량(Volumetric Flow Rate)은 단위 시간당 유체가 단면을 통과하는 부피를 의미하며, L/min, m³/h 등의 단위를 사용합니다. 이 측정 방식은 유체의 밀도 변화를 고려하지 않으며, 주로 수처리 및 냉난방(HVAC) 시스템에서 사용됩니다. • 질량 유량(Mass Flow Rate)은 단위 시간당 유체의 총 질량을 의미하며, kg/h, g/s 등으로 표시됩니다. 정밀도가 요구되는 화학 공정, 제약, 가스 계량 등의 산업에서 주로 사용됩니다. 유체 밀도가 온도나 압력에 따라 크게 변할 경우, 질량 유량 측정 방식의 유량계를 선택하는 것이 권장됩니다.
^ How to Choose the Right Ultrasonic Flow Meter - Cross
^ What is an Ultrasonic Flow Meter? - OMEGA
^ 10 parameters for choosing the optimal mass flowmeter for an application -P.I. Process Instrumentation
^ A Guide to Positive Displacement Flow Meters - Flow Metrics
^ Positive displacement meters: pros, cons and selection - ENGINEERLIVE
^ Advantages of Vortex Technology - EMERSON
^ A Guide To Choosing The Right Turbine Flow Meter For Your Industrial Needs - Smart Measurement
^ Turbine Flow Meter Explained | Operation and Calibration - REALPARS
^ Differential Pressure Flow meters - OMEGA
^ Laminar Flowmeters - CONTROL AUTOMATION
^ Important considerations for choosing an electromagnetic flow meter -ESE MAGAZINE