[40회] 압력 차압 측정 방식의 이해

P&ID보는 법 기초 

[40회]

차압 측정 방법의 이해
부제 : Differential pressure level transmitter HP, LP 포지션의 이해

 

본문에서 다룰 내용은 압력 차이를 이용한 수위(Liquid level) 측정 방법인 Differential pressure level transmitter의 개념과 HP, LP의 설치 위치입니다. 

 

현장에서 트랜스미터 도압을 위한 튜빙 작업 시 HP, LP 포트 방향을 반대로 연결하는 일이 드물게 발생합니다. 

 

이를 방지하기 위해서는 용어에 대한 이해가 선행되어야 합니다. 

 

액체(Liquid)의 수위를 측정하는 방식은 적용 계측 방법에 따라 총 6가지 방식을 취할 수 있습니다. 

 

 

수위 측정 방식 6가지

 

• 수두압 방식 - Hydro-static (차압 측정 방식 Differential pressure transmitter)

 

• 커패시턴스 용량형 - Capacitance

 

• 자력 방식 - Magnetic

 

• 레이더 방식 - Radar

 

• 울트라소닉 방식 - Ultrasonic

 

• 마이크로파 방식 - Microwave

Differential pressure level transmitter를 사용한 Hydro-static 방식은 유체의 높이에 의한 수두 차 즉 압력 차이를 측정하여 계측하는 방식으로 다른 방식에 비해 초기 투자 비용이 낮다는 장점과 정밀도, 유효성이 높아 많이 사용하는 방식 중에 하나입니다. 

 

 

 

차압 트랜스 미터의 기본원리

 

차압 트랜스미터에는 HP, LP port 가 있습니다. 각기 고압(High side of △P), 저압(Low side of △P)을 뜻하며 이는 서로 다른 매체에 연결되어 있습니다. 

 

 

다이어프램 타입 트랜스 미터의 경우 HP, LP의 증감 값에 의해 유동이 발생하고 이는 왜곡으로 압전 저항을 발생하여  전기적 출력 신호인 4-20mA로 변환하여 전송, 계측을 수행합니다. 

 

 

**현업에서 HP, LP는 High pressure, Low pressure 의 약어로 많이 사용하나 차압 트랜스 미터 측정 방식에서는 위에 기술한 것처럼 High side, low side의 차압을 뜻합니다. **

 

차압 트랜스 미터

 

*

트랜스 미터 포트에는 H, L 이 각인되어 있습니다. 

 

기본 배치

 

차압 수위 측정 방식의 배열은 기본적으로 아래 그림과 같이 구성됩니다. 

 

Differential pressure transmitter arrangement sketch

 

 

먼저 약어를 정리하면 다음과 같습니다.

 

• DPIT : Differential pressure indicator transmitter

 

• d/p : Differential pressure 혹은 △P로 표기합니다. document 에 표기할 때는 △P를 사용합니다. 

 

• H.P : High side of △ P

 

• L.P : Low side of △ P

 

위의 그림에서 설명하고자 하는 것은 특정 액체가 담겨있는 용기 안의 Span은 수두압 차이를 뜻합니다. 

 

수위 차에 의한 Span은 △P로 정의됩니다. 

 

span 만큼의 압력 차이가 압전 저항을 발생시켜 그 값을 변환하여 계측을 하고 있는 상태입니다. 

 

HP와 LP의 올바른 위치

 

실무자들이 간혹 헷갈려하는 부분이 LP와 HP 의 연결 위치입니다. Level transmitter 에 각 포인트가 각인되어 있다고 하지만 이를 전문으로 취급하지 않는 이상 처음에는 모를 수밖에 없습니다. 

 

이를 이해하기 위해서는 High side of △P 와 Low side of △P의 용어 이해가 선행되어야 합니다. Low side 가 아래 방향을 뜻 하고 High side 가 위쪽을 향하는 것이라 이해하기 쉬우나 결론부터 이야기 하면 정 반대입니다. 

 

일정한 수위가 형성된 용기 안의 압력을 가장 많이 받고 있는 곳은 바로 지면에 가까운 바닥 면입니다. 따라서 용어를 이해하기 쉽게 정리하면 다음과 같습니다. 

 

• L.P. : Low side of △P = Low pressure side
• H.P. : High side of △P = High pressure side

다시 말해 L.P.는 압력을 낮게 받고 있는 구간을 의미하며, H.P.는 압력을 높게 받고 있는 구간을 뜻합니다. 

DPIT HP LP position

 

 

위에 기술한 내용을 이해하기 쉽게 그림으로 표현하였습니다. 

 

수두압(Hydro-static) 방식을 이용한 차압 수위 계측기의 HP, LP 포지션은 압력을 많이 받고 있는 쪽이 아래 방향 (HP) 압력을 적게 받고 있는 다른 한쪽이 LP 포인트라는 것을 기억해야겠습니다. 

 

INSIDE INSIGHTS 였습니다.