강 수위 전송기란 무엇인가요?

강 수위 전송기란 무엇인가요?

하천 수위 전송기는 하천, 댐, 조수 지역 및 기타 수역의 수위를 측정하고 모니터링하는 데 사용되는 계측기입니다.

전송기에는 레이더식, 초음파식, 플로트식, 가이드 로프식, 정전용량식, 압력식, 차압식 등 7가지 주요 유형이 있습니다.

레이더식 하천 수위 전송기는 최신 기술을 적용한 것으로, 가장 신뢰할 수 있는 시스템으로 알려져 있습니다.

작동 원리, 특징 및 단점

레이더식 하천 수위 전송기는 비접촉식 수위 측정기입니다. 이 전송기는 센서에서 방출된 마이크로파 펄스가 수면에 반사되어 센서로 되돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다.

이 시간은 센서의 기준점부터 측정 표면까지의 거리를 나타내는 공수위 거리로 변환됩니다.

• 측정 성능은 온도 변화나 가스 성분의 영향받지 않습니다.
• 마이크로파 신호는 먼지와 수증기를 투과할 수 있어 안정적인 측정이 가능합니다.
• 미스트나 증기와 같은 미세 입자의 영향을 받지 않습니다.
• 작동 원리가 공기의 진동에 기반하지 않기 때문에, 측정 정확도는 바람의 영향을 받지 않습니다.

• 측정 대상 물질의 상대 유전율이 낮을 경우, 반사된 신호가 약해지거나 표면을 통과하여 측정이 불안정해지거나 아예 불가능해질 수 있습니다.
• 탱크 천장에 맺힌 응결수로 인해 측정 정확도에 영향을 받을 수 있습니다. 내부 압력이 높은 환경에서는 응결수가 물방울 형태가 아닌 연속적인 물막을 형성하는 경향이 있습니다. 마이크로파 신호는 물막을 투과할 수 없기 때문에 측정이 불가능해질 수 있습니다.
  이러한 경우, 공기 주입이 효과적인 대책이 됩니다.

이 제품은 초음파를 사용하는 비접촉식 레벨 트랜스미터입니다.

초음파 레벨 트랜스미터는 센서에서 발사된 초음파 펄스가 대상 표면에서 반사되어 다시 센서로 수신되기까지 걸리는 시간을 측정합니다.

측정된 시간은 센서에서 측정 대상 표면까지의 거리로 변환됩니다.

• 측정 대상 매체와 물리적으로 접촉하지 않으면서도 비용 효율적인 수위 측정을 제공합니다.

• 먼지, 증기 또는 가스는 초음파 신호의 전파를 방해하여 측정 결과가 불안정해지거나 측정 오류가 발생할 수 있습니다.
• 센서 표면에 증기로 인해 발생하는 응결은 잘못된 에코 신호를 유발하거나 신호 감쇠를 일으킬 수 있습니다.
• 측정 영역 내의 온도나 가스 조성의 변화는 음속을 변화시켜 측정 오차를 초래할 수 있습니다.

플로트식 수위 전송기는 스테인리스 스틸 테이프에 매달린 플로트를 사용하며, 이 플로트는 액체 표면에 떠서 수위 변화에 따라 움직입니다.

테이프의 길이를 지속적으로 측정하여 빈 공간의 거리를 파악합니다.

플로트식 수위 전송기는 스프링 밸런스형, 밀폐관형, 및 추형 등 다양한 구성으로 제공됩니다.

• 간결하고 견고한 설계로 다양한 크기의 탱크에서 정확하고 신뢰할 수 있는 수위 측정이 가능합니다.

• 이물질, 부유물 또는 고형물이 부착되면 플로트의 움직임이 제한되어 수위 감지가 부정확해질 수 있습니다.
• 플로트에 이물질이 쌓이면 측정 오류가 발생할 수 있습니다.
• 소모품 및 기계 부품이 포함되어 있어 정기적인 유지보수가 필요합니다.
• 정수관이나 방파제 배관에서는 부착물이 발생하여 부력 장치가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

유도파 레벨 트랜스미터는 탱크 천장에 매달린 프로브(봉 또는 케이블)를 따라 탱크 내부로 마이크로파 펄스를 방출합니다.

이 장치는 측정 표면에서 반사되어 돌아오는 신호의 비행 시간을 측정하여 이를 공차 거리로 변환합니다.

• 마이크로파 신호가 프로브를 따라 전달되기 때문에 빔 확산 현상이 발생하지 않으므로, 이 송신기는 좁거나 협소한 공간에 설치하기에 매우 적합합니다.

• 프로브에 이물질이 달라붙거나 쌓이면 잘못된 반사가 발생하여 측정 결과가 부정확해질 수 있습니다.
• 전선 꼬임이나 파손과 같은 프로브 손상은 반사 신호에 노이즈를 유발할 수 있습니다.
• 고형물이나 결정화된 물질이 쌓이면 올바른 반사 신호를 감지하지 못하게 되어, 수위 이상 변화를 감지하지 못할 수 있습니다.

정전용량식 레벨 트랜스미터는 전기 정전용량의 변화를 기반으로 레벨을 측정합니다.

탱크 천장에 매달린 프로브 전극과 탱크 벽면 사이에 정전용량이 형성됩니다.

측정 대상 물질이 전극 사이의 공간으로 유입되면, 정전용량이 레벨에 비례하여 변화합니다.

이러한 변화를 감지하여 레벨 측정값으로 변환합니다.

• 센서 설치 공간이 제한적인 좁은 장소에 설치하기에 적합합니다.

• 프로브에 오염물질이 묻거나 이물질이 쌓이기 쉽습니다.
• 영점 조정을 위해서는 탱크를 비워야 합니다.
• 유전율의 변동은 측정 오차를 유발할 수 있습니다.

압력식 수위 전송기는 다이어프램을 이용하여 정수압의 변화를 감지함으로써 액체 수위를 측정합니다.

측정된 압력은 액체 수두에 비례하며, 수위 신호로 변환됩니다.

이 측정 방식은 액체 표면 위의 압력이 대기압일 때에만 적용할 수 있습니다.

• 설치 공간이 좁은 곳에서도 쉽게 설치할 수 있습니다.

• 거품, 부착 또는 침전으로 인해 측정 정확도가 떨어질 수 있습니다.
• 액체의 밀도(비중)에 변화가 있을 경우, 조정이나 재보정이 필요합니다.
• 정비를 위해 탱크를 비워야 합니다.
• 하천 환경에서 이물질이나 떠다니는 나무 조각이 센서에 부딪히면 센서 오작동을 일으킬 수 있습니다.

차압식 수위계는 두 개의 압력 감지 소자로 구성되어 있는데, 하나는 액체 압력을 측정하고 다른 하나는 탱크 내부 압력을 측정합니다.

액체 수위는 액체 압력에서 탱크 압력을 뺀 값으로 결정됩니다.

• 탱크 내부의 압력 변화에 영향을 받지 않습니다.

• 거품, 기포 또는 고형물이 측정 정확도를 떨어뜨릴 수 있습니다.
• 액체의 밀도 변화 시에는 조정 또는 재보정이 필요합니다.
• 정비를 위해 탱크를 비워야 합니다.

강 수위 전송기를 선정할 때는 해당 적용 환경의 조건, 유지보수 요구 사항 및 측정 신뢰도를 고려해야 합니다.

비접촉식 레이더 수위 전송기는 수면과 직접 접촉하지 않고도 안정적이고 지속적인 모니터링이 가능하며, 바람, 온도 변화 또는 수증기의 영향을 받지 않기 때문에 일반적으로 가장 다용도로 활용 가능한 선택지입니다.

가혹한 환경이나 장기간의 실외 모니터링의 경우, 레이더 기술이 가장 신뢰할 수 있고 유지보수가 적은 솔루션을 제공하는 경우가 많습니다.