다양한 액체와 분체가 저장되고 처리되는 산업용 탱크와 사일로에서 연속 레벨 측정은 재고 관리, 프로세스 신뢰성 그리고 운영 안전성을 위해 필수적입니다.
TOF(Time-of-Flight) 측정 원리는 연속 레벨 모니터링을 위한 신뢰성 높은 솔루션을 제공합니다. 이 방식은 초음파 또는 레이다 펄스를 방출하고 유체 표면에서 반사되어 다시 센서로 수신되는 신호를 이용합니다. 신호를 송신한 시점부터 수신한 시점까지의 시간을 이용해 표면까지의 거리를 계산합니다. 탱크의 형상이 알려져 있다면 이를 바탕으로 높은 정확도로 레벨을 측정할 수 있습니다.
초음파는 압전 소자를 통해 기계적으로 생성되며, 공기와 유체 간의 밀도 차이로 인해 반사됩니다. 반면 레이다파는 전자기파로, 유체의 비유전율(dc 값) 변화에 따라 반사됩니다. 적용 분야에 따라 레이다 신호는 탱크 내부로 자유 방사되거나 프로브를 따라 유도될 수 있습니다.
TOF(Time-of-Flight) 측정 원리가 어떻게 작동하는지 영상으로 확인해 보세요.
Micropilot 및 Levelflex의 장점 한눈에 보기
- 액체 및 분체의 연속 레벨 측정
- 거품이나 난류의 영향을 받지 않는 신뢰성 높은 측정 성능 제공
- 비접촉식 측정으로 마모와 유지보수 최소화
- 고압, 고온, 증기 등 까다로운 조건에 적합
- Free-space 레이다, 가이드 레이다 등 유연한 설치 옵션
저장 탱크에는 음용수, 과즙, 기름, 연료, 산, 염수 또는 자갈, 플라스틱 펠릿, 분말과 같은 고체류 등 다양한 유체가 매일 유입되고 배출됩니다. 이러한 유체들은 서로 완전히 다른 특성을 갖기 때문에 이를 검출하기 위한 다양한 측정 원리가 존재하며, 그중 하나가 TOF(Time-of-Flight) 방식에 따른 액체 또는 분체의 연속 레벨 측정입니다.
1910년경 알렉산더 벰(Alexander Behm)은 반사된 음파를 이용해 물체의 위치를 파악하는 데 성공했습니다. 이른바 에코 사운딩은 초음파 측정의 기본 원리입니다. 또한 1886년 하인리히 루돌프 헤르츠(Heinrich Rudolf Hertz)는 전자기파의 실험적 증명을 연구하던 중, 전파가 금속 물체에 반사된다는 사실을 발견했습니다. 이는 마이크로파 또는 레이다 측정 원리의 기초가 되었습니다. 이제 이 측정 방식이 어떻게 작동하는지 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.
TOF(Time-of-Flight) 계기는 탱크와 사일로의 레벨을 연속적으로 검출합니다. 방출된 초음파 또는 레이다 펄스가 유체 표면에서 반사되어 다시 센서로 수신됩니다. 펄스의 비행 시간(Time-of-Flight)을 측정함으로써 계기와 유체 표면 사이의 거리를 계산할 수 있습니다. 초음파는 기계적 파동입니다. 압전 방식으로 생성된 초음파 펄스는 공기와 유체 사이의 밀도 변화에 의해 유체 표면에서 반사됩니다.
계기가 펄스를 송신한 후 수신할 때까지 측정 및 분석하는 시간은 센서 멤브레인과 유체 표면 사이의 거리를 직접적으로 나타내는 지표입니다. 반면 마이크로파 또는 레이다파는 전자기파입니다. 전자기적으로 생성된 레이다 펄스는 유전율의 변화에 따라 유체 표면에서 반사됩니다. 고주파 레이다 펄스는 로드를 따라 유체로 유도되거나 탱크 내부로 자유 방사될 수 있습니다.
여기에서 자유 방사형 레이다 펄스를 예로 들어 설명한 TOF(Time-of-Flight) 측정 원리는 액체와 고체 모두에 적용됩니다. 유체 표면에서 반사된 방출된 펄스를 계기에서 검출합니다. 알려진 전파 속도를 이용해 펄스의 비행 시간으로 트랜스미터와 표면 간의 거리를 계산합니다. 레이다 펄스의 경우 빛의 속도를 기준으로 계산합니다.
탱크 높이를 고려하면 손쉽게 레벨을 계산할 수 있습니다. 엔드레스하우저의 TOF(Time-of-Flight) 계기는 고압 및 고온 환경, 다양한 증기 조건, 강한 유체, 난류가 심한 액체 표면 또는 거품이 존재하는 액체 표면에서도 정확하게 레벨을 측정합니다. 엔드레스하우저는 모든 분야를 위한 솔루션을 제공합니다. 엔드레스하우저.
