Wintec 한국 WTM 시리즈 전자식 유량계: 구조 및 설치 가이드

한국 Wintec 전자기 유량계 WTM 시리즈: 구조 및 설치

컨버터, LCD 디스플레이, 검출기, 전극 및 라이닝으로 구성된 WTM1000 일체형 전자기 유량계의 구조.

WTM 전자기 유량계 – 물, 폐수 및 산업용 화학 물질을 위한 안정적인 유량 측정 솔루션

수처리 시스템, 폐수 처리, 화학 물질, 슬러지, 알칼리 용액, 산성 용액 또는 산업 생산 라인에서 정확한 유량 측정은 운영 제어를 위한 핵심 요소입니다. 이러한 응용 분야에서 널리 사용되는 장비 중 하나가 바로 전자기 유량계입니다.

WTM 전자기 유량계는 패러데이 전자기 유도 법칙을 기반으로 하는 유량 측정 장비입니다. 이 장비는 전도성이 있는 액체, 특히 깨끗한 물, 폐수, 공업용수, 슬러지, 바닷물, 화학 용액, 알칼리 용액, 산성 용액 및 오일이나 가스가 포함되지 않은 액체에 적합합니다.

WTM1000, WTM1100 및 WTM1200과 같은 모델을 통해 이 전자기 유량계 시리즈는 현장 일체형부터 가혹한 환경, 고온, 진동 또는 관찰이 어려운 위치를 위한 분리형까지 다양한 설치 방식을 지원합니다.

1. 전자기 유량계란 무엇인가?

전자기 유량계는 패러데이 전자기 유도 법칙을 적용하여 액체의 유량을 측정하는 장치입니다. 전도성 액체가 센서 본체의 자기장을 통과할 때 유도 기전력이 발생합니다. 이 전압은 유속에 비례합니다. 컨버터는 전극으로부터 신호를 수신하여 처리한 후, 이를 유량 신호로 변환하여 표시하거나 제어 시스템으로 전송합니다.

일반적인 출력 신호는 다음과 같습니다:

• 4–20mA 아날로그 신호

• 펄스(Pulse) 신호

• 옵션으로 제공되는 RS232, RS422 또는 RS485 통신 신호

• 순시 유량 값

• 유속 값

• 누적 유량

• 운전 시간

전자기 유량계 사용 시 가장 중요한 점은 액체가 일정 수준 이상의 전도성을 가져야 한다는 것입니다. WTM 시리즈의 경우 최소 5 µS/cm의 전도성이 요구됩니다.

2. 전자기 유량계의 적합한 작동 조건

전자기 유량계는 모든 종류의 액체를 측정할 수 있는 장비가 아닙니다. 장비가 안정적으로 작동하고 정확한 결과를 얻기 위해서는 다음 조건을 보장해야 합니다:

• 측정 대상 액체는 전도성 액체여야 합니다.

• 액체는 비교적 균일한 성질을 가져야 합니다.

• 측정 중 배관은 항상 액체로 가득 차 있어야 합니다.

• 액체는 기체, 증기 또는 비전도성 오일이 아니어야 합니다.

• 액체의 전도성은 5 µS/cm보다 커야 합니다.

• 센서 본체 내부에 기포가 축적되지 않도록 해야 합니다.

• 설치 위치는 진동, 충격 및 전자기 간섭을 최소화해야 합니다.

적절한 조건 하에서 전자식 유량계는 압력, 점도 또는 유체의 밀도에 영향을 거의 받지 않고 장기간 안정적으로 작동할 수 있습니다.

3. WTM 전자식 유량계의 적용 분야

WTM 전자식 유량계 시리즈는 다양한 산업 분야에서 사용할 수 있습니다. 이 장비는 다음과 같은 전도성 유체 측정 시스템에 특히 적합합니다:

• 상수

• 하수

• 공업용수

• 해수

• 슬러지

• 산성 용액

• 알칼리 용액

• 부식성 화학 용액

• 제지 산업의 펄프 용액

• 공장 수처리 시스템

• 화학 약품 정량 주입 시스템

• 펌프장 유량 모니터링 시스템

단, 전자식 유량계는 오일, 압축 공기, 증기 또는 전도성이 없는 유체를 측정하는 데는 적합하지 않습니다.

4. WTM1000, WTM1100 및 WTM1200 분류

WTM 시리즈는 일체형과 분리형의 두 가지 주요 그룹으로 나눌 수 있습니다.

WTM1000 – 일체형

WTM1000은 변환기와 센서 본체가 하나의 장치에 함께 장착된 전자식 유량계 유형입니다. 이 유형은 일반적인 설치 위치, 과도한 진동이나 고온이 없는 환경, 작업자가 현장에서 직접 관찰할 수 있는 환경에 적합합니다.

일체형의 장점은 콤팩트한 설계, 쉬운 설치, 적은 배선 수이며 다양한 일반적인 응용 분야에 적합합니다.

WTM1100 및 WTM1200 – 분리형

WTM1100과 WTM1200은 측정 센서와 표시기/변환기가 분리된 유형입니다. 이 유형은 고온, 강한 진동, 침수 위험이 있는 환경, 접근이 어려운 환경 또는 작업자가 더 편리하게 확인할 수 있는 위치에 디스플레이를 설치해야 하는 곳에 적합합니다.

많은 산업 시스템에서 설치 조건이 복잡하거나 배관 위치가 관찰하기 불편한 경우 분리형이 주로 선호됩니다.

5. WTM 전자식 유량계의 주요 기술 사양

WTM 시리즈는 다양한 배관 크기와 작업 환경에 맞게 설계되었습니다.

6. 전자식 유량계 구경 선정 방법

유량계 구경을 올바르게 선정하는 것은 장비의 정확도, 수명 및 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 유량계 구경은 압력 손실을 줄이기 위해 배관 구경과 동일하게 선정합니다.

그러나 단순히 배관 크기에 맞춰 선정해서는 안 됩니다. 실제 유속을 추가로 확인해야 합니다.

전자식 유량계의 권장 유속 범위는 일반적으로 1–5 m/s입니다. 이는 신호 안정성과 압력 손실 사이의 균형을 맞춘 운전 영역입니다.

유속이 너무 낮으면 측정 신호가 약해지고 노이즈 비율이 높아질 수 있습니다. 유속이 너무 높으면 압력 손실과 마모가 증가할 수 있습니다.

마모성 유체인 경우

고형 입자, 슬러지 또는 라이닝과 전극을 마모시킬 수 있는 성분이 포함된 유체의 경우, 1–3 m/s 정도의 낮은 유속을 선택하는 것이 좋습니다. 이는 센서의 수명을 연장하고 접촉 재질의 손상 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

침전물이나 부착물이 발생하기 쉬운 유체인 경우

오수, 슬러지, 고형 입자가 포함된 용액 또는 침전이 발생하기 쉬운 유체의 경우, 측정관 내 부착 현상을 줄이기 위해 유속을 3 m/s 이상으로 높여야 할 수 있습니다. 일부 경우에는 압력 손실이 허용 범위 내에 있다면 한 단계 작은 구경을 선택할 수 있습니다.

전도도가 낮은 유체인 경우

전도도가 낮은 유체의 경우, 측정 신호를 안정화하기 위해 유속을 낮추는 것이 좋습니다. 또한 장비를 선정하기 전에 유체의 실제 전도도를 면밀히 확인해야 합니다.

7. 라이닝 재질 선정 방법

라이닝 재질은 유량계 본체 내부에서 유체와 직접 접촉하는 층입니다. 라이닝 재질을 잘못 선정하면 장비 수명이 단축되거나 부식, 부풀음, 박리 또는 측정 오차가 발생할 수 있습니다.

테플론 PTFE/ETFE 라이닝

테플론은 강한 부식성 유체, 부착되기 쉬운 유체 또는 염소, 불소, 질산 및 기타 다양한 화학 용액과 같이 침투성이 높은 유체에 적합합니다.

테플론의 장점은 표면이 매끄럽고, 우수한 비점착성, 뛰어난 내화학성을 가지며 고온 유체에서도 작동 가능하다는 점입니다. 참고 온도 범위는 -10°C에서 +160°C입니다.

경질 고무 라이닝

경질 고무는 깨끗한 물, 하수, 공업용수, 해수, 슬러지 및 마모성 유체에 적합합니다. 이 재질은 내마모성이 우수하여 다양한 수처리 응용 분야에 적합합니다.

그러나 경질 고무는 일부 유기 용제, 특정 산 또는 강알칼리에는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 참고 온도 범위는 -10°C에서 +60°C입니다.

8. 전극 재질 선정 방법

전극은 유체와 직접 접촉하여 유도 기전력 신호를 수집하는 부품입니다. 크기는 작지만 전극은 유량계의 정확도와 내구성에 매우 중요한 역할을 합니다.

전극 재질을 선정할 때는 유체의 화학적 성질, 온도, 부식성, 마모성 및 실제 사용 경험을 고려해야 합니다.

일반적으로 사용되는 전극 재질은 다음과 같습니다:

실제 적용 시, 화학 물질의 이름만으로 전극 재질을 선택해서는 안 됩니다. 동일한 화학 물질이라도 농도, 온도, 불순물에 따라 부식 정도가 달라질 수 있습니다. 중요한 화학 공정의 경우, 재질 호환성 표를 확인하거나 결정하기 전에 실제 테스트를 수행하는 것이 좋습니다.

9. 정확한 측정을 위한 설치 요구사항

전자식 유량계는 올바르게 설치되었을 때만 우수한 측정 정확도를 보장합니다. 배관이 완전히 채워지지 않거나, 기포 발생, 직관부 부족, 접지 불량, 노이즈원 근접 설치와 같은 일반적인 오류는 신호 변동을 일으키고 오차를 증가시킬 수 있습니다.

환경 조건

설치 시 급격한 온도 변화, 강한 진동, 충격, 부식성 환경 또는 단자함 내부에 물이 고일 위험이 있는 장소는 피해야 합니다. 설치 환경 온도는 적절한 범위 내에 있어야 하며, 습기로 인한 결로가 발생하지 않아야 합니다.

배관 내 유체 충만 유지

이는 매우 중요한 조건입니다. 배관이 완전히 채워지지 않으면 전극이 유체와 충분히 접촉하지 않아 측정 신호가 부정확하거나 불안정해집니다. 기포가 발생할 가능성이 있는 배관의 경우, 기포가 센서 본체 내부에 머물지 않도록 설계해야 합니다.

유동 방향

실제 유동 방향은 센서 본체에 표시된 화살표 방향과 일치해야 합니다. 유동 방향이 설정과 반대인 경우, 신호 배선이나 장비 구성을 다시 확인해야 합니다.

직관부

와류나 불균일한 유속 분포로 인한 노이즈를 줄이려면 유량계 전후단에 충분한 직관부를 확보해야 합니다.

상수 및 하수의 경우 다음을 권장합니다:

• 유량계 전단: 최소 5D

• 유량계 후단: 최소 3D

기타 유체의 경우 다음을 권장합니다:

• 유량계 전단: 최소 10D

• 유량계 후단: 최소 5D

여기서 D는 유량계의 공칭 구경입니다.

밸브 위치

센서 전단의 유동 교란을 방지하기 위해 밸브는 유량계 후단에 설치하는 것이 좋습니다. 정기적인 유지보수가 필요한 시스템의 경우, 전체 시스템을 중단하지 않고 장비를 분리, 점검 또는 세척할 수 있도록 차단 밸브와 바이패스 라인을 구성하는 것이 좋습니다.

10. 센서 및 변환기 설치 시 주의사항

센서를 배관에 설치할 때, 가스켓이 배관 내부로 돌출되어 유동을 방해하거나 측정 오차를 유발하지 않도록 주의해야 합니다. 가스켓은 플랜지, 유체 특성 및 작동 온도에 적합한 것을 선택해야 합니다.

플랜지 볼트는 센서가 틀어지거나 내부 라이닝이 손상되지 않도록 여러 단계에 걸쳐 대칭으로 균일하게 조여야 합니다. 제조사에서 권장하는 토크 값을 초과하여 조이지 마십시오.

변환기는 실제 현장 조건에 따라 벽면 장착, 2B 파이프 장착 또는 패널 장착 방식으로 설치할 수 있습니다. 분리형의 경우, 변환기는 관찰과 조작이 쉽고 진동이 적은 위치에 설치하는 것이 좋습니다.

장기간 장비를 사용하지 않을 경우, 습기 침투를 방지하기 위해 터미널 커버, 케이블 글랜드 및 배관의 밀폐 상태를 점검해야 합니다. 또한 장비는 최소 1년에 한 번 정기적으로 점검해야 합니다.

11. 전기 및 신호 연결 시 주의사항

접지는 전자 유량계에 있어 매우 중요한 요소입니다. 적절한 접지는 장비의 안정적인 작동을 돕고, 노이즈를 감소시키며 시스템의 안전을 보장합니다.

전원 공급용 전선은 일반적으로 0.75–2.0 mm² 단면적의 케이블을 사용합니다. 별도의 접지 연결이 필요한 경우, 접지 저항은 100Ω 미만이어야 하며 접지선의 단면적은 실제 설치 표준에 맞게 선택해야 합니다.

분리형 유량계의 경우, 센서에서 변환기로 전달되는 신호가 매우 작으므로 신호 케이블은 가능한 짧게 배선해야 합니다. 권장되는 최대 길이는 30 m입니다. 신호 케이블을 모터, 인버터(VFD), 접촉기(contactor), 대용량 전력 제어반 또는 전자기 노이즈 발생원 근처로 배선하지 마십시오. 노이즈가 발생하는 구역 근처를 통과해야 하는 경우, 신호 케이블 보호를 위해 접지된 금속관을 사용해야 합니다.

일반적인 출력 신호는 다음과 같습니다:

• PLC, HMI 또는 데이터 로거로 유량 신호를 전송하기 위한 4–20mA

• 카운터 또는 적산 유량 시스템으로 펄스 신호를 전송하기 위한 Pulse output

• 디지털 데이터 전송을 위한 RS232, RS422 또는 RS485

• 구성 설정에 따른 상태 또는 알람 신호

12. 주요 설정 기능

WTM 전자 유량계는 현장 운전 및 교정을 지원하는 다양한 기능을 갖추고 있습니다.

순시 유량 표시

화면에는 순시 유량, 유속, 적산 유량 및 운전 시간이 표시됩니다. 이는 운전자가 시스템 상태를 모니터링하는 데 도움이 되는 기본 매개변수입니다.

빈 관(Empty Pipe) 감지

Empty Pipe 기능은 센서 본체 내의 액체 레벨이 전극 위치보다 낮아질 때 이를 감지합니다. 배관이 가득 차 있지 않으면 장비가 경고를 발생시켜 유량 측정 오류를 방지할 수 있습니다.

Auto Zero

Auto Zero는 자동 영점 교정 기능입니다. 배관이 액체로 가득 차 있고 유체가 완전히 정지된 상태에서, 운전자는 이 기능을 활성화하여 순시 유량 값을 0으로 설정함으로써 배경 오차를 줄일 수 있습니다.

4–20mA 스팬(span) 설정

이 기능은 4–20mA 아날로그 신호에 대응하는 측정 범위를 설정하는 데 사용됩니다. 일반적으로 이 값은 유량계 크기에 따라 제조사에서 미리 설정하지만, 경우에 따라 실제 운전 조건에 맞춰 조정할 수 있습니다.

Pulse output 설정

펄스 출력은 외부 유량 카운터와 연결할 때 사용됩니다. 사용자는 카운터에 적합한 펄스 비율과 펄스 폭을 설정할 수 있습니다. 펄스 폭은 외부 장비의 펄스 수신 능력에 따라 10–200 ms 범위 내에서 조정 가능합니다.

High cut off 및 Low cut off

High cut off는 유속이 설정값을 초과할 때 표시를 제한하여 노이즈나 비정상적인 변동의 영향을 줄이는 데 도움을 줍니다. Low cut off는 유속이 설정 임계값보다 낮을 때 유량을 0으로 처리하며, 주로 매우 낮은 유량 구간에서의 노이즈 신호를 제거하는 데 사용됩니다.

댐핑(Damping)

댐핑은 표시값과 출력 신호를 부드럽게 만들어 줍니다. 이 기능은 펌프, 밸브 또는 공정 중 노이즈로 인해 유량이 변동될 때 특히 유용합니다. 댐핑 값이 클수록 신호는 안정되지만 응답 속도는 느려집니다.

13. 일반적인 오류 및 점검 지침

운전 중 전자식 유량계에서 신호 변동, 표시 없음 또는 영점 불안정 등의 현상이 발생할 수 있습니다. 일반적인 원인은 다음과 같습니다.

유량 신호 변동

4–20mA 신호나 표시값이 심하게 변동될 경우 다음 요소를 점검하십시오:

• 배관 내에 유체가 가득 차 있는지 여부

• 배관 내 기포 존재 여부

• 유량계의 접지가 올바르게 되었는지 여부

• 유체의 도전율이 충분한지 여부

• 인근 모터, 인버터 또는 제어반으로부터의 전자기 간섭 여부

• 설치 위치에 충분한 직관 구간이 확보되었는지 여부

• 와류, 진동 또는 입구 근처에 밸브가 너무 가깝게 설치되었는지 여부

유체가 슬러리이거나 고형 입자가 포함된 경우, 슬러리 노이즈(slurry noise) 및 전극 오염 상태를 추가로 점검해야 합니다.

표시 없음

화면이 표시되지 않을 경우 다음을 점검하십시오:

• AC 전원 공급이 정상인지 여부

• 퓨즈 단선 여부

• 전원 케이블의 연결이 느슨하거나 잘못되었는지 여부

• 단자함(terminal box) 내 습기 또는 침수 여부

• LCD 화면 또는 전원 보드 결함 여부

• 센서와 변환기 사이의 케이블 단선 또는 단락 여부

영점 불안정

유량이 흐르지 않는데도 장비에 유량이 표시될 경우 다음을 점검하십시오:

• 배관 내에 유체가 실제로 가득 차 있는지 여부

• 전극에 기포가 부착되어 있는지 여부

• 밸브 누설로 인해 미세한 유량이 흐르고 있는지 여부

• 접지 상태가 양호한지 여부

• 유체의 도전율이 너무 낮은지 여부

• 전극 오염 여부

• 설치 장소가 전자기 노이즈원과 가까운지 여부

많은 경우 전극 세척, 접지 점검 및 올바른 조건에서의 자동 영점 조절(Auto Zero)을 통해 장비를 다시 안정적으로 작동시킬 수 있습니다.

14. WTM 전자식 유량계를 선택해야 하는 이유는 무엇입니까?

WTM 전자식 유량계는 높은 안정성, 낮은 압력 손실, 자동 제어 시스템과의 연결성이 필요한 도전성 유체 측정 시스템에 적합한 선택입니다.

본 장비는 특히 다음 분야에 적합합니다:

• 정수 및 하수 처리장

• 산업용 급수 시스템

• 화학 공장

• 제지 및 펄프 공장

• 펌프장

• 화학 약품 정량 주입 시스템

• 지속적인 유량 모니터링이 필요한 생산 라인

• PLC, SCADA 또는 데이터 로거로 신호 전송이 필요한 시스템

일반적인 설치 환경이라면 일체형 WTM1000을 선택할 수 있습니다. 설치 위치가 고온이거나 진동이 심한 경우, 관찰이 어려운 경우 또는 표시부를 센서와 멀리 떨어뜨려야 할 경우에는 분리형 WTM1100 또는 WTM1200을 선택하는 것이 좋습니다.

15. 결론

WTM 전자 유량계는 물, 폐수, 화학 물질, 슬러지 및 산업용 전도성 액체를 측정하기 위한 효율적인 유량 측정 솔루션입니다. 이 장비는 전자기 유도 원리를 기반으로 작동하며 유동 경로 내부에 가동 부품이 없어 안정적인 측정이 가능하고 유지보수 비용을 절감합니다.

장비의 정확하고 내구성 있는 작동을 위해 사용자는 적절한 크기, 라이닝 재질, 전극 재질, 설치 유형을 선택해야 하며, 직관부 요구 사항, 접지, 노이즈 방지 및 배관 내 액체 충만 조건 등을 준수해야 합니다.

물, 폐수, 화학 용액 또는 산업용 슬러지의 유량 측정이 필요한 시스템의 경우, WTM1000, WTM1100 및 WTM1200은 현장 측정 및 중앙 제어 시스템으로의 신호 전송 애플리케이션 모두에 고려할 만한 선택지입니다.

귀하의 시스템에 적합한 WinTEC 전자 유량계 선정에 대한 상담은 MDriveTech로 문의해 주십시오.
📞 핫라인: 0868 789 647
📧 이메일: [email protected]