1. 이력현상 이란 무엇일까요?
이력현상, 또한 히스테리시스(hysteresis)라고도 불리며, 시스템의 입력과 출력 관계가 시스템의 과거 상태에 의존하는 현상입니다. 즉, 시스템의 출력은 현재 입력뿐만 아니라 이전의 입력에도 영향을 받습니다.
자성 물질의 행동은 이력현상의 대표적인 예입니다. 자성 물질에 자기장이 가해지면 물질이 자화되지만, 자기장이 사라진 후에도 물질은 완전히 탈자되지 않고 일부 자성을 유지합니다. 이는 자기장이 물질 내의 자기 도메인을 정렬시키기 때문이며, 자기장이 사라져도 도메인들이 원래 상태로 돌아가지 않기 때문입니다. 이력현상은 강유전성 물질, 형상기억합금, 생체 시스템 등 다른 여러 시스템에서도 관찰됩니다.
2. 이력현상이 적용된 정확한 유량 측정
이력현상을 갖춘 유량계 센서는 이력현상이 없는 센서에 비해 더 정확하고 신뢰할 수 있는 유량 측정을 제공합니다. 이력현상은 센서의 출력이 그 과거 상태에 의존하는 현상을 의미합니다. 유량계에서 이력현상은 실제 유량보다 출력이 지연되는 결과를 초래할 수 있습니다. 특히 유량이 빠르게 변할 때는 이러한 지연이 정확한 읽기값을 방해할 수 있습니다.
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3. 최적의 히스테리시스 범위 선택 방법
히스테리시스 현상은 센서 입력과 출력 사이의 비선형 관계를 의미합니다. 유량계의 경우, 히스테리시스는 실제 유량보다 출력이 지연되는 결과를 초래할 수 있습니다. 이는 특히 유량이 빠르게 변할 때 읽기값의 부정확성을 야기할 수 있습니다.
히스테리시스 범위는 센서 출력이 히스테리시스를 나타내는 입력값의 범위를 말합니다. 최적의 히스테리시스 범위는 센서 출력의 오차를 최소화하는 범위입니다.
최적의 히스테리시스 범위를 결정할 때는 다음 요소들을 참고할 수 있습니다:
- 응용의 정확도 요구 사항
- 센서가 노출될 입력값 범위
- 센서의 비용
예시: 응용 - 유량계
- 정밀도 요구 사항: 유량은 ±5% 이내로 정확하게 측정되어야 합니다.
- 센서의 입력값 범위: 0 LPM에서 1000 LPM까지의 유량을 측정해야 합니다.
- 센서 비용: 중간 수준의 비용.
- 최적의 히스테리시스 범위 설정: ±25 LPM.
유량계 응용에서 정밀도 요구 사항은 ±5%로, 이는 유량계의 출력값이 실제 유량 값과 ±5% 이내로 차이가 나야 한다는 것을 의미합니다. 센서가 노출되는 입력값 범위는 유량계가 0에서 1000 LPM 사이의 유량을 측정할 수 있어야 함을 나타냅니다. 이 센서는 중간 비용이 들며, 유량계 제조사는 비용과 성능 간의 균형을 맞추어야 합니다. 최적의 히스테리시스 범위를 ±25 LPM으로 설정하면, 유량계의 출력값이 ±25 LPM 범위 내에서 변동하지 않게 됩니다.
±25 LPM을 최적의 히스테리시스 범위로 선택한 이유
1. 유량계는 높은 정확도를 필요로 하기 때문에 히스테리시스 범위가 너무 커서는 안 됩니다.
2. 센서의 비용이 중간 수준이므로 히스테리시스 범위가 너무 작아서는 안 됩니다.
히스테리시스 범위가 너무 작으면 유량계의 출력값이 미세한 유량 변화에도 민감하게 반응하여, 정확도가 떨어질 수 있습니다. 반면, 히스테리시스 범위가 너무 크면 출력값이 실제 유량에 비해 지연되어, 역시 정확도를 저하시킬 수 있습니다.
±25 LPM의 히스테리시스 범위는 유량계의 정확도와 비용 간의 균형을 맞출 수 있는 최적의 범위입니다. 이 범위는 유량계의 출력값이 ±5%의 정확도 범위 내에 있을 수 있도록 보장하면서, 비용 또한 절감할 수 있습니다.
구체적인 응용에서는 정확도, 비용, 응답 시간 요구 사항에 따라 히스테리시스 범위를 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 더 높은 정확도가 필요하다면 히스테리시스 범위를 ±10 LPM으로 줄일 수 있습니다. 반면, 비용 절감이 더 중요한 경우 ±50 LPM으로 히스테리시스 범위를 늘릴 수 있습니다.
다른 유량계 응용 예시
다음은 구체적인 예시입니다:
- 화학 공장: 화학 공장에서 사용되는 유량계는 일반적으로 높은 정확도가 필요합니다. 이는 생산 공정의 안전성과 안정성을 보장하기 위함입니다. 따라서 히스테리시스 범위를 ±10 LPM으로 설정할 수 있습니다.
- 수처리 공장: 수처리 공장에서 사용되는 유량계는 일반적으로 비용 절감이 중요합니다. 운영 비용을 낮추기 위해 히스테리시스 범위를 ±50 LPM으로 설정할 수 있습니다.
- 발전소: 발전소에서 사용되는 유량계는 일반적으로 빠른 응답 시간이 요구됩니다. 이는 발전 과정의 안전성과 안정성을 보장하기 위함입니다. 따라서 히스테리시스 범위를 ±25 LPM으로 설정할 수 있습니다.
4. LORRIC FP-AS510 AxleSense 축 감지 특허 패들 휠(임펠러) 유량계
FP-AS510 특허 액슬 센스 패들 휠 유량계
대만, 미국 등 여러 국가에서 특허를 획득하였으며, SGS 검사 및 유럽연합 RoHS 인증을 받은 LORRIC의 대만 제조 제품입니다. 이 유량계는 특허받은 AxleSense 축 감지 기술을 탑재하여, 다른 브랜드보다 2배 넓은 측정 범위를 제공합니다. 또한, 날개 손실로 인한 제로 유량 문제를 감지할 수 있으며, 큰 표시등과 대형 화면이 현장 관리에 용이합니다.