[논문]고압 대유량 측정설비의 유량컴퓨터 개발

하영철; 허재영; 이철구; 이강진; 안승희; 정종태

고압 대유량 측정설비의 유량컴퓨터 개발
Development of Flow Computer for High Flow Rate Natural Gas Metering Facility 원문보기

하영철 (한국가스공사 연구개발원 유체계량연구실) , 허재영 (한국가스공사 연구개발원 유체계량연구실) , 이철구 (한국가스공사 연구개발원 유체계량연구실) , 이강진 (한국가스공사 연구개발원 유체계량연구실) , 안승희 (한국가스공사 연구개발원 유체계량연구실) , 정종태 (한국가스공사 연구개발원 유체계량연구실)

The flow computer named Kogas I has been developed for measuring high flow natural gas. The developed model is classified as individual type in order that one flow computer covers one metering line. Nearly all of the functions are adopted similar to the foreign, commercial flow computer, and the merit of this flow computer is being able to apply for both orifice and turbine meters. The performance has been verified through the field test for 2 years.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구는 바로 이러한 문제를 해결하기 착수하게 되었다. 현재 세계적으로 생산되는 유량컴퓨터의 종류는 관리하는 라인 수에 따라 크게 두 가지로 구분되는데 하나는 열별 유량컴퓨터이고 다른 하나는 다열용유량컴퓨터이다.
온도, 차압, 압력전송기 등의 아날로그 신호를 측정하기 위한 것이다. AI의 기본 구조는 고속 ADC(ADS 7807) 1개와 RC 필터 회로로 구성되어 있으며 전용 CPU(Intel 8051)가 1개 내장되어 있다.
천연가스 상거래에 적용할 수 있는 국산 유량 컴퓨터를 개발하였다. 기능은 외국산 유량컴퓨터와 거의 유사한 정도이나 적용 유량계에 있어서는 오리피스와 터빈 유량계에 공통으로 적용할 수 있어서 이들보다 융통성이 있다.
터빈유량계의 주파수/펄스 신호나 밀도계의 주파 수신호를 측정하기 위한 것이다. 포토 커플러를 이용하여 내부회로를 보호하며 전용 CPU(ATMEL 89C2051, 채널 당 1개)를 사용하여 펄스와 주파수를 측정한다.

가설 설정

(1) 아날로그 신호의 측정 정확도 및 안정도는. 상용되는 멀티미터와 유사하거나 우수한 것으로 나타났다.
(3) 적산량은 정확히 산정되는.것으로 확인되었다.

제안 방법

측정 대상은 압력전송기(Rosemount 1151GP) 의 전류 신호이며 기준기로는 HP 34401A가 사용되었다. 그리고 가능한 한 측정값의 정확한 비교를 위해 PC를 이용하여 두 값을 동시 수집하였다. 그림은 살펴보면 HP 34401A와 Kogas I의 값이 거의 일치하는 것을 관찰할 수 있다.
기능은 외국산 유량컴퓨터와 거의 유사한 정도이나 적용 유량계에 있어서는 오리피스와 터빈 유량계에 공통으로 적용할 수 있어서 이들보다 융통성이 있다. 성능시험은 아날로그 신호의 측정, 주파수 신호의 측정, 적산량, 오동작율에 대해서 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
본 유량컴퓨터의 개발 초기에는 상기 두 가지 모델이 모두 시도되었으나 미계량 문제, 부품수급의 어려움, 유량컴퓨터 수요 등의 문제로 다열용은 포기하게 되었고 열별 유량컴퓨터인 Kogas I 이 개발되었다. 유량컴퓨터 성능에서 가장 중요시되는 것은 작동안정도, 신호 수집 정확도, 유량 및 적산량 계산 정확도, 유량계산주기, 조작 용이성, 문서화 등으로 본 연구에서는 Kogas I 유량컴퓨터 개발 후 약 2년 동안 현장 시험을 거쳐 이들 사항에 대해서 수정 보완하였다.
적산값의 정확도는 고정된 순간유량으로만 확인 가능하기 때문에 유량계산과 관련된 온도, 압력, 차압 등의 측정값은 모두 고정시키고 시험하였다. 시험에 사용한 고정 유량값은 체적유량이 53873.
측정하기 위한 것이다. 포토 커플러를 이용하여 내부회로를 보호하며 전용 CPU(ATMEL 89C2051, 채널 당 1개)를 사용하여 펄스와 주파수를 측정한다. 측정 주파수 범위는 0.

대상 데이터

AI의 기본 구조는 고속 ADC(ADS 7807) 1개와 RC 필터 회로로 구성되어 있으며 전용 CPU(Intel 8051)가 1개 내장되어 있다. 데이터 수집은 8개 채널을 순차적으로 돌아가며 하고 채널 당 총 2048개의 값을 평균하며 1회 측정값으로 한다. 입력전류는 표준 4~20mA이며 메인 모듈과는 16비트 버스로 연결되어 있다.
측정값은 모두 고정시키고 시험하였다. 시험에 사용한 고정 유량값은 체적유량이 53873.776 m1 2 3 4/h, 질량 유량이 43.46341 ton, 열량유량이 565.6746 Gcal 이며 약 1개월에 ■ 걸쳐 시험하였다. 시험결과는 모두 양호하였다.
적용 유량계는 터빈과 오리피스 유량계이다. 내장된 유량 식은 터빈의 경우 ISO 9951과 AGA-7이며, 오리피스의 경우는 AGA 3의 플랜지 탭과 ISO 5167-1의 3 가지 탭의 유량식이다.
3은 중동 공급소에서 아날로그 모듈을 시험한 결과이다. 측정 대상은 압력전송기(Rosemount 1151GP) 의 전류 신호이며 기준기로는 HP 34401A가 사용되었다. 그리고 가능한 한 측정값의 정확한 비교를 위해 PC를 이용하여 두 값을 동시 수집하였다.
포토 커플러를 이용하여 내부회로를 보호하며 전용 CPU(ATMEL 89C2051, 채널 당 1개)를 사용하여 펄스와 주파수를 측정한다. 측정 주파수 범위는 0.001 ~ 10kHz까지로 OIML R 32, EN 12261, ISO 6651을 만족하도록 하였으며 전류와 전압 신호를 모두 받을 수 있다. 주파수와 펄스 신호를 동시에 전송하기 위해 메인 모듈과는 32비트 버스로 연결되어 있다.
4는 주파수 모듈을 중동공급소에서 시험한 결과이다. 측정대상은 6인치 터빈유량계(SMRI)의 출력신호이며 기준기로는 HP 5316B 카운터가 사용되었다’ 그림을 살펴보면 Kogas I과 HP 5316B의 값이 거의 일치하는 것을 알 수 있다. 약간의 차이가 나는 것은 수집 주기가 서로 다른 데서, 비롯된 것으로 판단된다.

성능/효과

(2) 주파수 측정은 정확한 것으로 확인되었으며 저주파의 경우는 0.001 Hz까지 측정할 수 있어서 상용주파수 카운터 보다 우수한 것으로 나타났다.
(4) 오동작율 시험은 아직 완료되지 못했지만 약 1 달 동안의 연속시험 결과로는 양호한 것으로 판단된다.
그림은 살펴보면 HP 34401A와 Kogas I의 값이 거의 일치하는 것을 관찰할 수 있다. 측정값의 안정도 면에서는 Kogas I의 보다 우수한 것을 확인할 수 있으며 연속되는 값의 변동율은 대체로 0.01% 내외 정도이다.

후속연구

이러한 결과로 볼 때 본 유량컴퓨터를 참고용으로 적용하기에는 무리가 없으며 향후 오동작 시험을 성공적으로 마친다면 상거래에 적용하는 것이 가능하다고 판단된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

고압 대유량 측정설비의 유량컴퓨터 개발
Development of Flow Computer for High Flow Rate Natural Gas Metering Facility 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

고압 대유량 측정설비의 유량컴퓨터 개발 Development of Flow Computer for High Flow Rate Natural Gas Metering Facility 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

고압 대유량 측정설비의 유량컴퓨터 개발
Development of Flow Computer for High Flow Rate Natural Gas Metering Facility 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper