장바구니  |  연락하기  |  도움  | 
1588 8983  | 
전화번호: 1588 8983
계좌번호:하나 은행 455-910025-42804

압력센서의 적용환경에 따른 종류 선택

압력센서 종류 산업 분야에서, 양호한 재현성은 종종 절대 정확도보다 더 중요한 항목입니다. 공정 압력이 넓은 범위에 걸쳐 다를 경우, 우수한 선형성과 낮은 히스테리시스의 압력센서를 선택하게 됩니다.

주변 온도 및 공정 변화는 특히 저압 작은 차압 감지 시에 압력 측정에 오차를 야기합니다. 이러한 적용 환경에서는 온도 보상 절차가 필수적입니다.

Load Cell
두꺼운 필름 실리콘 압력 센서가 적용 된 10~30,000psia 범위의 압력센서

전원 변화 역시 압력센서의 성능을 저하시킵니다. 압력센서의 감도(S)가, 공급전압(VS)이 변화할 때, 측정된 압력(Pm)과 일정하게 유지되는 압력센서의 정격 압력(Pr)과 함께 출력 전압(VO)에서 발생하는 변화의 양을 결정합니다. 공식은 다음과 같습니다.

Load Cell

압력 측정 시스템에서, 오차 합계는 root-sum-square 로 계산하여 구할 수 있습니다. 오차 합계는 모든 개별 오류 제곱의 합의 제곱근과 같습니다.

압력센서 종류와 선택

압력센서의 출력 신호를 우선적으로 선택할 수 있습니다. 압력센서는 일반적으로 밀리볼트 범위(~100/~250mV)의 출력 신호를 생성합니다. 기본적인 압력센서 소자에 신호 변환 처리를 거치면 이 밀리볼트 신호가 전압 범위(1~5V)로 증폭되고, 여기서 전류 루프를 걸쳐 변환되어 전류 출력(4~20mA)으로 변환 됩니다.

일반적인 산업 환경이라면 전기적 방해가 적은 전류 출력 모델이 적합합니다. 하지만 비용을 고려하거나 전송 거리가 짧은 경우, 또는 압력센서에 내장된 신호변환기가 오작동 할 정도의 가혹환경(일반적으로 고온, 저온)이라면 밀리볼트 또는 전압 범위 모델도 고려해야 합니다.

압력센서의 하우징은 전기적 등급뿐만 아니라 부식, 폭발 환경까지 고려하여 선택 되어야 합니다. 부식 방지는 부식 물질이 튀기는 것뿐만 아니라 부식성 가스에 노출되는 환경도 포함합니다. 압력 센서 소자가 공정 물질에 오염될 수도 있습니다. 부식에 따른 환경적인 요구 사항은 부식 방지 재료, 코팅을 선택하여 충족시킬 수 있고, 화학적 씰 처리 (chemical seal) 를 추가할 수도 있습니다.

설치 환경에 폭발성 기체가 존재할 수있는 지역인 경우, 압력센서와 전원 공급 라인 역시 이러한 환경에 적합해야 합니다. 보통 이러한 환경에 대한 설치 요구조건은 본질 안전 방폭형 (intrinsically safe) 설계를 통해 충족시킬 수 있습니다.

가장 중요한 선택 요인은 압력센서의 범위일 것입니다. 이 선택에서는 두가지의 고려사항을 모두 염두에 두어야 합니다. 바로 센서의 정밀도와 과압 보호 입니다. 정밀도의 측면으로 보자면, 압력센서의 범위는 좁아야 합니다. 작동 압력 범위가 측정 압력 범위의 중간 쯤에 있는 상태를 말합니다. 오차는 보통 풀 스케일 범위에 대한 퍼센티지로 표현이 되는데, 압력범위가 좁아지면 이 오차율도 줄어듭니다.

한편, 과압(overpressure)에 대한 손상도 고려해야 합니다. 작동, 취급 오류, 또는 환경에 부적절한 설계의 압력센서가 적용되었거나 압력 테스트 및 시동 시 장비 절연(isolation)에 문제가 생겨 과압으로 인한 손상이 생길 수 있습니다. 그러므로 요구 사항의 압력 범위 뿐만 아니라 과압 보호의 범위도 염두에 두어야 합니다.

Load Cell
부르동관 과압 보호

대부분의 압력 측정 장비는 50~200% 범위의 과압 보호 처리가 적용됩니다. 이러한 보호 처리는 대부분의 적용환경을 만족하지만, 순간의 압력 스파이크와 같은 환경 요인으로 더 높은 과압 보호 범위가 요구되는 경우가 있습니다. 이 경우 압력 스너버 (snubber) 를 장착해야 합니다. 압력 스너버는 스파이크를 걸러내지만 대신 압력 측정 반응도가 떨어질 수 있습니다. 만약 높은 과압 보호가 장기적으로 필요한 경우 압력 방출 밸브 (pressure relief valve) 를 설치할 수 있습니다. 그러나 이 밸브가 열려있을 경우 제대로 된 측정은 할 수 없습니다.

만약 압력센서가 높은 작동 온도에서 사용되는 경우라면, 전기적으로 또는 수냉식으로 하우징을 냉각시킬 수 있습니다. 아니면 통풍, 환기로 인해 온도를 떨어트릴 수 있는 곳에 장착을 하는 것도 고려할 수 있습니다. 반대로 낮은 작동 온도에서 사용할 경우, 저항 가열이나 수증기 트레이싱이 열 절연 (thermal insulation) 처리와 함께 사용되어야 합니다.

공정온도가 극고온이라면 공정으로부터 압력을 별개로 분리하여 측정하는 방법도 고려해볼 수 있을 것입니다. 원격 장착 및 분리를 위한 모세관 튜브 관과 루프 씰(loop seal), 사이펀(siphon), 화학 씰링(chemical seal)을 사용하는 경우입니다.


관련 정보
Pressure Transducer
압력센서 | 기술 참고
압력센서 원리| What is a Pressure Sensor 과학 팀은 압력 트랜스듀서를 사용하여 비단뱀이... 도전적인 자동화 어플리케이션을 위한 고유한...
We noticed you are from the US. Visit your local site for regional offers and live support.