30mL 이하 액체 안정적 계측 가능한 열식 미소질량유량계

한국 아즈빌, 액체유량 아즈빌 열식 미소유량계의 특징 계측용 센서 선보여

 

소량의 흐르는 액체 양을 정확하게 파악하려는 니즈가 산업계 전반에 존재한다. 시장에는 다양한 계측 방식(코리올리식, 초음파식, 열식 등)의 ‘액체 유량계’가 실용화되었으나 계측 가능한 유량 범위, 정도, 온도 특성, 진동의 영향, 사이즈, 사용 가능한 액체 종류 등에 따라 각각 일장일단이 있다. 그 중에서도 수십mL/min 정도의 유량 범위는 기술적으로 계측이 어려워 지금까지 시장의 요구를 만족시키는 상품이 거의 없었다.

소량의 흐르는 액체 양을 측정가능한 아즈빌 센서

이러한 가운데 고객의 사용 조건이 변화되면서 안정적인 소량 액체유량 계측에 대한 필요성은 더욱 높아지고 있다. 아즈빌은 기존에 측정하기 어려웠던 30mL/min 이하의 미소 액체 유량을 고정밀도로 계측하는 유량계를 개발했다.

아즈빌의 열식 미소액체유량계는 디스플레이, 반도체 제조장치 등의 분야뿐만 아니라 의료·제약·식품 및 일반 산업에서도 요구가 높았던 30mL/min 이하의 유량을 ±1%FS, ±5%RD의 높은 정도로 계측할 수 있다.

아즈빌은 고정밀도 확보를 위해 이 회사의 자랑이라 할 수 있는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 이용해 개발한 센서 패키지를 장착했다.

일반적으로도 액체유량 계측용 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 센서를 적용한 예는 대단히 드문 것으로 알려지고 있다. 아즈빌은 또한 열식 기체유량계·전자유량계에서 키운 유량 계측 노하우를 접목하고 이를 조합해 별도의 앰프가 불필요할 뿐만 아니라 높은 정확도와 범용성을 실현시키는데 성공했다.

측정원리
본 센서의 계측원리는 <그림 1>과 같다. 액체용 유량센서에서는 유로배관 외측에 액체 온도센서와 히터를 분리해 설치하고, 배관을 통해 측정유체와 열을 교환하는 방식이다. 상류측 액체 온도센서로 유체의 온도를 측정하고, 하류측 히터가 항상 액체 온도로부터 일정 온도 높아지도록 제어하고 있다.

아즈빌 센서

측정 유체의 유속변화에 따른 히터의 인가 전력도 변화하지만 이것은 일반적으로 king의 식1)으로 근사할 수 있다(공식 1 참조). 이 방식에 의하면 유체 유속에 따라 필요한 열량도 상승하기 때문에 히터 주위의 온도분포를 측정하는 기체 유량센서보다 고유속 영역에서 계측이 가능하다.

 

적용 가능한 어플리케이션
미소액체유량계의 적용분야로는 크게 정량펌프, 프로세스 펌프를 사용하는 USER 또는 DISPENSOR가 적용된 장비를 들 수 있다. 한 예로 의료시장의 액체크로마토피 장치 내 유기용제 및 충진제를 계측하기 위한 시스템, H2O2, CIO2, HOCI 제조장치 내 유량계측 또는 공작기계 내 기계 윤활을 위한 윤활장치 용액 모니터링 등이 있다.

국내 적용사례
일반 산업 분야의 PCB 기판 업체에 전 세계 법인 최초로 적용되었다. 이 고객사는 접착제 분사가 제품의 수율에 중요한 요인으로 작용하지만, 실제 계측 가능한 미소유량계가 거의 존재하지 않았다. 고객사에서 요구하는 유량은 2CC(mL)/Min으로 극히 미소하며, 공정 속도가 빨라 응답성 또한 중요했다.

장비 내 외부요인(진동, 설치자세)에 따른 제약 사항이 많았지만 아즈빌의 기술력이 담긴 제품과 영업 담당자의 기술지원으로 장치 내 문제 해결을 성공했다. 이외에도 식품, 제약 장치 내에서도 다양한 니즈가 있어 솔루션 활동을 진행 중이다.

 

이즈빌의 오리지널 기술인 MEMS 유량센서를 적용하고, 유체와 비접촉으로 미소액체의 유량을 계측할 수 있는 열식 미소액체유량계를 상품화했다. 아즈빌의 열식 미소액체 유량계가 고객의 니즈를 충족시킬 수 있길 바란다. 앞으로도 아즈빌은 시장에서 요구되는 계측 유량 레인지에 대응(1mL/min, 100mL/min), 계측 대상 유체의 확장(보다 내식성이 높은 배관 재료로 변경)을 진척시키고, 고객의 과제 해결에 기여한다는 계획이다.

 

 

 

 

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