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  • 기초이론
  • LEVEL 원리

LEVEL 원리

LEVEL 이란?

레벨은 일반적으로 유체 유량 및 탱크 레벨, 운전압력 측정 등에 의한 결과 수준을 수치로 표시하는 것이다.

차압식 레벨의 원리 및 종류

측정원리
Hydrostatic Head Pressure를 이용한 level 측정은 보편적이며 잘 알려져있으며, Tank 내부의 액체 수두압력을 측정하는 방법으로 다양한 상황과 조건에 적합하다. 측정 방식은 Gauge, D/P Transmitter를 이용하여 Tank 내부 압력을 측정.

D/P level 측정
leveltransmitter

High P – Low P = D/P

Level을 측정 시 high Pressure(Tank Bottom) – Low Pressure( Tank Top)으로 계산.

Level = (C to C) * Process Density

D/P Transmitter Range 설정 및 확인 시 Process Connection Center to Center의 거리를 밀도의 값으로 곱하여 Range의 적합 여부 및 선정 시 참조.

D/P level 선정시 확인사항
levelprocess
  • - D/P level type
  • - Process Condition
  • - Process Connection
  • - Transmitter Range
  • - Tank C to C Length
levelprocess

프로세스 압력(A)을 전달 받은 Remote-seal의 다이어프램(B)은 Capillary내부 Fill Fluid(D)에 누르게 되고, Transmitter의 다이어프램(C)에 전달하여 압력센서(E)를 영향을 주게 된다.

D/P Level의 종류
  • Wet/ Dry Leg
    Transmitter의 Pressure 측정 방법 중 impluse line을 사용하여 유체의 압력을 측정하는 방법.
  • Remote-seal
    기존의 Wet/Dry Leg의 단점을 보안하여 Remote-seal을 이용해 고온 or 부식, Sluury에 적합하며, 다양한 Process Connection이 있음
  • ERS(Electronic Remote Sensors)
    - Remote-seal의 장점을 반영하였으며, 빠른 반응속도 및 주변온도 보상 기능을 추가.
    - 각 Pressure Transmitter간의 압력을 계산하여 전송.
    - 통신으로 인해 Capillary 길이에 대한 제한이 없음.
Non-contact Radar Types

신호를 보내고 받기 위하여 SinglePort 운전이 아닌 DualPort 운전으로 발/수신을 양단시그널 Transmitter/Receiver에서 독립적으로 수행합니다. 이 기술은 신호의 소음과 감쇠를 감소시키고 낮은 신호량에서도 믿을 수 있는 측량을 가능하게 합니다.

비접촉식, Pulsed, 연속측정방식

신호를 보내고 받기 위하여 SinglePort 운전이 아닌 DualPort 운전으로 발/수신을 양단시그널 Transmitter/Receiver에서 독립적으로 수행합니다. 이 기술은 신호의 소음과 감쇠를 감소시키고 낮은 신호량에서도 믿을 수 있는 측량을 가능하게 합니다.

방출된 펄스
방출된 펄스는 제품 표면에 반영 반사 됩니다.
안테나는 반사된 Pulse를 Echo 로 받는다. 전송기의 전자보드와 software processes는 신호를 받아 분석해 Distance를 계산한다.
Distance 계산공식
Distance 계산공식
Time between Transmitted and Received Pulse
· Speed of Light

2

발/수신기

Radar 제품마다 Transmitter/Receiver의 종류는 다르지만 RoseMount 5400 제품의 Standard 2 Wire Transmitter를 예를 들어 설명 하겠습니다.

Non-contact Radar Types 장점
Non-contact Radar Types
  • 비접촉, 비간섭 방식의 전파 레이더 방식 측량
  • 유지보수 비용이 없거나 낮다.
  • 요구되는 필수 License가 없다
  • 높은 탱크에도 적용 가능하다.
  • 액체, 풀 등에 사용이 용이
  • 광범위한 사용 환경에 적용 가능
    • Corrosive Processes
      (부식성)
    • Variable Density
      (밀도 변화)
    • High Temperatures
      (고온)
    • Variable Dielectric
      (유전도 변화)
    • Changes in Vapor Space
      (증기공간의 변화 사용 용이)
    • Viscous or Sticky Products
      (점성이 높거나, 끈끈한 제품)
비접촉식의 설치 예
비접촉식 설치

Storage/Buffer tank

  • Calm or Slightly mobing surface
  • Narrow nozzle
비접촉식 설치

Process tank

  • Slightly turbulent conditions
  • Agitators, inlets, etc
  • Condensation and Vapor
  • Possibly foam
비접촉식 설치

Pipe installation

  • Isolates device from most application conditions
Guided Wave Radar for Level & Interface applications

TDR (Time Domain Reflectometry) 범위시간의 반사율을 이용한 측정 방식으로 발신기의 Pulse reaches. 즉 Pulse 반사의 거리로 Tank의 Level 을 측정한다.즉, 거리 = Speed X Time of travel /2 의 공식으로 측정하고, 직접적인 높이 측정으로 밀도 변화, 고점도 액체, 수증기 포함 유체에 사용이 용이하며 HTHP설계로 인해 고온 고압에 강하며 측정체인 Probe의 종류 및 재질이 변경으로 Corrosive(부식성)에 유동적으로 대응 할 수 있으며, Pulse는 Interface Product에서 낮은 곳에 위치한 제품의 표면까지 계속하여 유지되어 Interface의 Distance까지 측정 가능

app 물탱크
  • Stream.Vapors. Dust

  • Density Changes

  • Viscous or Sticky Fluids

  • Temperature Extremes

  • Abrasive Fluids

  • Corrosive Processes

Guided Wave Radar 장점
Guided Wave Radar 장점
  • Top-down 측정방식으로 온도압력에 무관하게 측정

    • 정확한 측정이 가능하며 변화가 심한 공정에 사용이 용이하다
  • 직접 측정의 장점

  • 먼지, 수증기 및 물결에 측정 용이

  • No calibration, no moving parts

    • 일반적인 설치 방법을 통하여 쉬운 교체가 가능함
  • 고체, 분말, 과립 또한 사용이 용이

  • Interface 제품에 사용이 용이함

Guided Wave Radar Transmitter 구조 및 적용 예

Guided Wave Radar Transmitter 구조

Guided Wave Radar Transmitter 적용 예

예시1
예시2
HTHP설계구조
  • 습기방벽
  • Brazed Hermetic/ 측정의 과정에서 외부의 압력에서 고립되게 하는 완고한 seal
  • 이 잠금체계는 열 확장을 보상하고 아래의 세라믹스를 고정한다.
  • 세라믹 절연체 및 흑연가스켓을 포함한 온도, 압력 SEAL은 내화학성 뿐만 아니라 튼튼한 열과 기계적인 방벽을 제공한다.
Probe의 대표적인 종류
  • Coaxial

    깨끗한 공정에 사용이 용이하며, 타 제품대비 유전율 및 외란에 우수

  • TwinLeads

    Coaxial 대비 높은 점도의 유체에 적용이 가능하며, Single Leads 대비 외란에 우수함

  • SingleLeads

    타제품 대비 고점도 및 Dirty Media에 용이하며, 그외 분말 제품 적용이 가능함