게이지 압력과 절대 압력 비교: 산업 흐름을 위한 실용 가이드

도시 관문역의 가스 유량 컴퓨터는 압력 트랜스미터 교체 후 약 6% 높은 수치를 나타냈습니다. 임펄스 라인은 깨끗했고 오리피스 플레이트는 변경되지 않았으며 교정 인증서는 태그와 일치했습니다. 문제는 고장난 센서보다 더 간단하고 비용도 더 많이 들었습니다. 게이지 트랜스미터가 절대 압력 입력에 연결되어 있었기 때문입니다. 해당 현장의 국지적 대기압은 유량 컴퓨터에 저장된 101.325kPa 상수가 아닌 대략 95kPa였습니다. 계기는 게이지 장치로서 정확했지만 계산에서 잘못된 기준을 사용했습니다.

게이지 압력과 절대 압력은 서로 다른 영점에 대한 동일한 물리량을 나타냅니다. 게이지 압력은 국지적 대기를 0으로 사용합니다. 절대압력은 완전진공을 0으로 사용합니다. 관계는 간단합니다. 절대 압력은 게이지 압력에 국부 대기압을 더한 것과 같습니다. 엔지니어링 결과는 특히 진공 서비스, 저압 가스 흐름, 고도에 민감한 설치 및 상거래에서 덜 간단합니다. 올바른 선택은 우연히 진열되어 있는 송신기 모델이 아니라 프로세스 변수와 계약에서 시작됩니다.

송신기가 아닌 기준점으로 시작하십시오.

압력 판독값은 해당 기준이 알려질 때까지 불완전합니다. 50kPa의 게이지 값은 주변 대기보다 50kPa 높다는 것을 의미합니다. 50kPa의 절대값은 완전 진공보다 50kPa 높다는 의미입니다. 이 두 숫자는 완전히 다른 가스 밀도, 끓는점 및 유량 보정을 설명할 수 있습니다. 해수면 근처의 공칭 대기압을 갖는 플랜트에서 수치 차이는 약 101kPa입니다. 고도가 높을수록 간격이 변경됩니다.

공식은 P _복근 = 피 _게이지 P _ATM . 따라서 -30kPa의 진공 게이지 판독값은 국부 대기압이 100kPa일 때 약 70kPa의 절대 압력에 해당합니다. 음의 부호는 음의 절대 압력이 아닌 게이지 규칙입니다. 절대압력은 0 이하로 떨어질 수 없습니다. 이러한 구별은 제어 시스템, 안전 인터록 또는 흐름 컴퓨터가 하나의 참조를 예상하고 다른 참조를 수신할 때 중요합니다.

밀폐형 게이지 트랜스미터에는 세 번째 사례가 추가됩니다. 그들은 실제 지역 대기보다는 하나의 대기에 가까운 밀봉된 내부 참조를 사용합니다. 때때로 의사 절대 장치로 취급되지만 실제 절대 송신기는 아닙니다. 온도 변화와 씰 무결성으로 인해 기준이 바뀔 수 있습니다. 공정에 고정 진공 기준이 필요한 경우 절대 트랜스미터를 지정하십시오. 대기 관련 측정이 필요한 경우 통풍형 게이지 트랜스미터를 사용하십시오.

대기압이 일정하지 않은 이유

표준 분위기는 현장 문서화에는 적합하지 않고 교과서에는 편리합니다. 해수면에서 표준 대기압은 101.325kPa 절대압 또는 14.696psi 절대압입니다. 고도 1,500m에서는 대기압이 85kPa에 가깝습니다. 기상 시스템은 국지적 압력을 몇 kPa만큼 이동할 수 있으며, 밀폐된 제어실이나 압축기 인클로저는 실외 송신기와 동일한 압력을 표시하지 않을 수 있습니다.

유압 시스템 및 일반 플랜트 모니터링의 경우 이러한 변동은 측정 불확실성 내에 있는 경우가 많습니다. 저압 가스 라인, 진공 증류 컬럼 또는 실제 부피를 표준 부피로 변환하는 유량 컴퓨터의 경우 몇 kPa는 중대한 오류가 될 수 있습니다. 고도에 설치되고 유량 컴퓨터의 고정 해수면 상수와 쌍을 이루는 게이지 트랜스미터는 절대 압력을 과대평가합니다. 그러면 유량 계산에서는 사용된 방정식에 따라 가스 밀도나 표준 부피를 과장합니다.

실용적인 대답은 데이터시트, P&ID 및 교정 절차에 참조를 기록하는 것입니다. 절대 압력이 필요한 곳에 게이지 트랜스미터를 사용하는 경우 적합한 기압계로 현지 기압을 측정하고 유량 계산과 동일한 빈도로 적용하십시오. 해당 가정에 대해 현장을 확인하지 않는 한 101.325kPa를 현장 상수로 취급하지 마십시오.

참조 선택이 결과를 변경하는 경우

게이지압과 절대압력의 차이는 학문적이지 않습니다. 이는 측정의 영점, 진공 판독값의 해석 및 가스 흐름 보상의 유효성을 변경합니다. 아래 표에는 실제 비교가 요약되어 있습니다.

유량 측정: 압력이 수정 입력이 되는 경우

많은 유량계는 라인 조건에서 부피를 측정합니다. 가스 터빈 계기, 와류 계기 및 차압 장치는 실제 부피를 표준 부피 또는 질량으로 변환하기 위해 압력 및 온도 보정이 필요한 경우가 많습니다. 수정 방정식은 절대 압력을 예상합니다. 트랜스미터가 게이지 압력을 공급하는 경우 유량 컴퓨터는 현지 기압을 추가해야 합니다. 고정된 상수를 추가하면 결과는 하나의 고도와 하나의 기상 조건에서만 정확합니다.

이것이 바로 압력 보상 유량계가 통합 위험을 줄일 수 있는 부분입니다. SA80TTP 시리즈와 같이 온도 및 압력 보상 기능이 있는 소용돌이 유량계는 기준 변환을 별도의 장치에 맡기는 대신 측정 패키지에 보정 입력을 가져옵니다. 엔지니어링 문제는 동일하게 유지됩니다. 내부 계산에서 절대 압력을 사용하는지 여부와 시운전 중 기압 기준이 어떻게 처리되는지 확인하는 것입니다.

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차압 흐름 요소의 경우 정압은 트랜스미터와 흐름 계수에도 영향을 미칩니다. 게이지 트랜스미터는 로컬 표시기로 적합할 수 있지만 유량 컴퓨터에는 여전히 밀도 항에 대한 절대 정압이 필요합니다. 진공 서비스에서는 필요성이 더 명확합니다. 절대 압력은 작동 범위 전반에 걸쳐 긍정적이고 물리적으로 의미가 있는 유일한 기준입니다.

프로젝트에 대한 게이지와 절대값 선택

사양은 프로세스 질문으로 시작되어야 합니다. 변수는 주변 대기와 관련하여 자연스럽게 표현됩니까, 아니면 물리학이 절대 압력에 의존합니까? 유용한 값은 대기압보다 높은 압력이므로 펌프 토출 압력은 일반적으로 게이지 측정입니다. 진공 컬럼, 압축기 입구 또는 가스 밀도 계산은 일반적으로 대기가 의미 있는 0이 아니기 때문에 절대적입니다.

다음 점검은 데이터시트에서 시운전까지 일관된 선택을 유지하는 데 도움이 됩니다.

• 계약서와 제어 시스템 태그를 읽으십시오. 상거래, 안전 인터록 및 유량 컴퓨터는 종종 절대 압력을 명시적으로 명시합니다.
• 지역 기압과 현장 고도를 기록합니다. 절대 계산에 사용되는 게이지 트랜스미터에는 표준 상수가 아닌 측정된 대기 기준이 필요합니다.
• 교정 방법을 확인하세요. 게이지 트랜스미터는 일반적으로 대기로 배출되어 영점을 맞춥니다. 절대 트랜스미터에는 진공 기준 또는 문서화된 절대 압력 소스가 필요합니다.
• 단위를 확인하세요. psig와 psia, barg와 bara, kPa 게이지와 kPa 절대값을 동일한 계산에 혼합하면 안 됩니다.
• 프로세스 공차 및 온도 범위를 검토하지 않은 한 절대 게이지 대신 밀봉 게이지를 사용하지 마십시오.
• 진공 상태를 주의 깊게 검토하십시오. 게이지 트랜스미터가 표시에 적합할 수 있지만 제어 및 보호를 위해서는 절대 압력이 더 안전한 기반입니다.

필드 오류를 일으키는 교정 및 영점 조정 세부 사항

게이지 트랜스미터는 높은 쪽이 지역 대기로 배출되어 영점화됩니다. 이는 게이지 측정에서는 정확하지만 절대 영점은 아닙니다. 환기된 높은 쪽이 영점화된 절대 트랜스미터는 0이 아닌 국지적 대기압을 읽습니다. 기술자가 해당 판독값을 오류 0으로 처리하고 조정하면 트랜스미터는 대략 1기압만큼 오차가 발생합니다. 오류는 벤치에서는 작은 오프셋처럼 보일 수 있으며 현장에서는 심각한 밀도 오류처럼 보일 수 있습니다.

따라서 절대 교정에는 진공 기준 또는 알려진 절대 압력 소스가 필요합니다. 교정 인증서에는 기준과 불확도가 명시되어야 합니다. 게이지 장치의 경우, 장치가 절대 계산에 사용될 경우 인증서에는 대기 통풍구가 열려 있고 지역 기압이 기록되었다는 내용이 명시되어 있어야 합니다. 기준 압력이 절차의 일부가 아닌 이상 해수면에서 수행된 교정은 고도가 높은 장소로 자동 전송되지 않습니다.

범위 선택도 중요합니다. 5kPa 절대값에서 사용되는 0~1,000kPa 범위의 트랜스미터는 문서에서는 허용 가능한 정확도를 가질 수 있지만 실제 해상도는 낮습니다. 진공 서비스에서는 복합 범위 또는 전용 절대 범위가 더 나은 제어를 제공하는 경우가 많습니다. 구매 결정에는 기준, 범위, 교정 방법 및 예비 부품 전략이 포함되어야 합니다. 압력 등급과 정확도가 동일한 두 트랜스미터 중 하나는 게이지이고 다른 하나는 절대형인 경우 상호 교환이 불가능할 수 있습니다.

사양, 설치 및 구매 시 흔히 발생하는 실수

가장 흔한 실수는 습관적으로 주문하는 것입니다. 유지 관리 팀은 유압 서비스용 게이지 트랜스미터를 표준화한 다음 가스 흐름 수정 루프에 동일한 예비 부품을 사용할 수 있습니다. 태그, 배선 및 출력 신호가 호환되는 것처럼 보이지만 참조가 잘못되었습니다. 유량 컴퓨터는 여전히 신호를 받아들이고 그럴듯한 숫자를 생성할 수 있으므로 오류를 포착하기가 더 어려워집니다.

기타 반복되는 문제로는 고도에 있는 공장에서 고정된 대기 상수를 사용하는 것, 진공 판독값을 음의 절대 압력으로 기록하는 것, 밀봉된 게이지 트랜스미터를 절대 장치로 가정하는 것 등이 있습니다. 임펄스 라인에 트랜스미터의 압력을 변화시키는 공기나 액체가 남아 있는 경우 설치 시 자체 오프셋이 발생할 수 있습니다. 차압 설치에는 정압과 기준측 모두 결과에 영향을 미치기 때문에 특별한 주의가 필요합니다.

위험을 줄이는 조달 점검

구매 주문서를 발행하기 전에 데이터 시트의 참조, 제어 시스템의 단위 문자열, 교정 절차 및 예비 부품 설명을 확인하십시오. 유량 계산에서 절대 압력을 예상하는지 물어보십시오. 대답이 '예'인 경우 트랜스미터가 절대 압력을 직접 공급하는지 아니면 시스템이 측정된 기압 값을 추가하는지 확인하십시오. 사양 단계의 작은 문서화 단계는 시작 후 현장 조사보다 저렴합니다.

VNER가 압력 인식 유량 측정에 접근하는 방법

VNER는 유량계 제조업체입니다. 공정 산업 석유 및 가스, 석유화학, 전력, 수처리 등. 이러한 맥락에서 압력은 가스 밀도, 표준 부피 또는 안전한 작동 조건을 결정하는 보조 입력인 경우가 많습니다. 회사의 엔지니어링 중심의 크기 조정 및 선택 프로세스는 카탈로그 번호가 아닌 유체, 작동 압력, 온도 및 필요한 측정 기준으로 시작됩니다.

질량 기반 측정의 경우 코리올리스 질량 유량계는 질량을 직접 측정하므로 압력 기준이 흐름 방정식의 중심이 되지 않습니다. 라인 압력은 미터 등급, 밀도 검사 및 설치 설계에 여전히 중요합니다. AC 시리즈는 공정에서 압력과 온도로 보정된 부피가 아닌 직접 질량 측정이 필요한 경우 하나의 옵션입니다.

직접 질량 측정을 위한 AC 시리즈 코리올리스 질량 유량계 질량 흐름과 밀도를 직접 측정하여 직접 질량 측정이 공정에 적합한 액체, 슬러리 및 가스에 대한 고정밀 옵션을 제공합니다. 제품보기 →

가스량 측정의 경우 압력 기준은 측정 체인의 일부가 됩니다. 가스 터빈 계기는 실제 부피를 측정하고, 유량 컴퓨터나 보상 패키지는 절대 압력과 절대 온도를 사용하여 이를 표준 조건으로 변환합니다. LWQ 가스 터빈 유량계는 일반적으로 가스가 깨끗하고 작동 조건이 터빈 미터에 적합한 곳에 적용됩니다. 시운전 점검에서는 절대 압력이 어떻게 얻어지는지 확인해야 합니다.

온도/압력 보상 옵션이 있는 LWQ 시리즈 가스 터빈 유량계 깨끗하고 건조한 가스 체적 유량을 측정하고 통합 온도 및 압력 센서로 표준 체적을 계산할 수 있어 압력 기준에 대한 시운전 확인을 지원합니다. 제품보기 →

더 넓은 교훈은 압력 트랜스미터와 유량계가 하나의 측정 시스템으로 지정되어야 한다는 것입니다. 게이지 트랜스미터는 완벽하게 정확할 수 있지만 계산에서 절대 압력이 예상되는 경우 여전히 잘못된 표준 부피 결과를 생성할 수 있습니다. 참조, 현지 기압 가정 및 교정 방법을 문서화하면 기기, 제어 및 조달 팀 전체에서 해당 책임이 가시화됩니다.

실용적인 결정 경로

프로세스 질문이 자연적으로 대기와 상대적이고 기압 변화가 허용된 불확실성 내에 있는 경우 게이지 압력을 사용합니다. 일반적인 예로는 유압, 펌프 배출, 필터 차동 모니터링, 일반 플랜트 표시 등이 있습니다. 프로세스에 진공, 가스 밀도, 유량 보상, 열역학 또는 다양한 고도에서 의미를 유지해야 하는 기록이 포함되는 경우 절대 압력을 사용합니다.

선택이 명확하지 않은 경우 먼저 계산을 작성하십시오. 방정식에 절대 압력이 포함된 경우 측정된 기압 입력이 있는 절대 트랜스미터 또는 게이지 트랜스미터를 지정합니다. 방정식에 게이지 압력이 포함된 경우 제어 시스템과 교정 절차가 동일한 배기 기준을 사용하는지 확인하십시오. 그런 다음 범위, 교정 인증서, 단위 문자열 및 예비 부품 설명을 확인하십시오. 목표는 모든 도구를 절대적으로 만드는 것이 아닙니다. 이는 참조를 명시적이고 일관되게 만드는 것입니다.

게이지 압력과 절대 압력은 경쟁 기술이 아닙니다. 0이 시작되는 위치를 나타내는 두 가지 방법이 있습니다. 게이지 트랜스미터는 공정이 지역 대기보다 얼마나 높은지 응답합니다. 절대 트랜스미터는 진공 위에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 응답합니다. 첫 번째는 많은 유압 및 공압 시스템에 대해 직관적입니다. 두 번째는 진공, 가스 밀도, 유량 보정 또는 고도와 무관한 기록이 포함될 때 필요합니다.

가장 신뢰할 수 있는 프로젝트는 참조를 나중에 고려하는 것이 아니라 사양 항목으로 취급합니다. 그들은 지역 대기압을 기록하고, 데이터 시트에 기준을 명시하고, 유량 컴퓨터 방정식을 트랜스미터 출력과 정렬하고, 올바른 0에 대해 교정합니다. 이러한 규율은 태그의 작은 단어가 흐름, 안전 또는 보관권 이전에 있어 큰 오류가 되는 것을 방지합니다.