가스 미터

Gas meter
가스 미터

가스 미터기는 천연가스나 액화석유가스같은 연료 가스의 을 측정하는 데 사용되는 특수 유량계입니다.가스 계량기는 가스 사업자가 공급하는 연료 가스를 소비하는 주거용, 상업용 및 산업용 건물에서 사용됩니다.측정된 부피는 온도와 압력의 영향을 많이 받기 때문에 기체는 액체보다 측정하기가 더 어렵습니다.가스 미터기는 미터기를 통과하는 가스의 가압량이나 품질에 관계없이 정의된 용량을 측정합니다.온도, 압력, 발열값 보정은 미터기를 통과하는 가스의 실제 양과 값을 측정하기 위해 이루어져야 한다.

측정하는 가스의 체적 유량, 예상되는 흐름 범위, 측정하는 가스의 유형 및 기타 요인에 따라 여러 가지 다른 가스 계량기 설계가 일반적으로 사용됩니다.

1970년대 이전에 지어진 건물의 추운 기후에 존재하는 가스 계량기는 일반적으로 집 안, 즉 지하실이나 차고 안에 있었다.그 이후로, 특히 오래된 도시에서는 몇 가지 예외가 있기는 하지만, 지금은 대다수가 바깥에 배치되어 있다.

가스 계량기의 종류

다이어프램/벨로우 미터

다이어프램식 가스 미터, 1900년 컷어웨이 스케치

이것들은 거의 모든 주거 시설과 소규모 상업 시설에서 볼 수 있는 가장 일반적인 유형의 가스 미터입니다.미터기에는 이동식 다이아프램으로 형성된 2개 이상의 챔버가 있습니다.내부 밸브에 의해 유도되는 가스 흐름으로 챔버는 가스를 충전하고 배출하여 미터기를 통해 거의 연속적인 흐름을 생성합니다.다이어프램이 팽창 및 수축함에 따라 크랭크에 연결된 레버는 다이어프램의 선형 운동을 1차 흐름 요소인 크랭크축의 회전 운동으로 변환한다.이 샤프트는 주행 기록계 같은 카운터 메커니즘을 구동하거나 플로우 컴퓨터용 전기 펄스를 생성할 수 있습니다.

다이어프램 가스미터는 양의 변위계입니다.

로터리 미터

회전식 가스 계량기의 작동 원리

회전식 미터는 다이어프램 미터보다 더 많은 부피와 압력을 처리할 수 있는 고도로 가공된 정밀 기기입니다.미터 내에는 두 개의 그림 "8" 모양의 로브, 즉 로터(임펠러 또는 피스톤이라고도 함)가 정밀한 정렬로 회전합니다.회전할 때마다 일정량의 가스가 미터기를 통해 이동합니다.작동 원리는 루트 블로워와 유사합니다.크랭크축의 회전 운동은 1차 흐름 요소 역할을 하며 흐름 컴퓨터에 전기 펄스를 생성하거나 주행 기록계 같은 카운터를 구동할 수 있습니다.

터빈 미터

터빈 가스 계량기는 계량기를 통과하는 가스의 속도를 측정하여 가스량을 추정한다.가스의 부피는 흐름으로 추정되기 때문에 흐름 조건이 좋은 것이 중요합니다.작은 내부 터빈은 가스의 속도를 측정합니다. 가스는 기계적으로 기계식 또는 전자식 카운터로 전송됩니다.이러한 계량기는 가스의 흐름을 방해하지 않지만 낮은 유량을 측정하는 데 한계가 있습니다.

오리피스 미터

오리피스 가스 미터는 정확히 알려진 오리피스 플레이트가 압력 강하를 일으켜 흐름에 영향을 미치는 직선 길이의 파이프로 구성됩니다.오리피스 미터는 차동계의 일종으로, 모두 의도적으로 설계 및 설치된 흐름 장애에 대한 압력 차이를 측정하여 가스 흐름 속도를 유추합니다.유체를 정확하게 측정하기 위해서는 미터의 차압 외에 가스 정압, 밀도, 점도, 온도를 측정하거나 알아야 합니다.오리피스 미터는 많은 경우 광범위한 유량을 처리하지 않습니다.그러나 현장 서비스가 용이하고 가동 부품이 없기 때문에 산업 응용 분야에서 받아들여지고 이해됩니다.

초음파 유량계

초음파 유량계는 상당한 신호 처리 및 계산 능력이 필요하기 때문에 순수 기계식 계량기보다 더 복잡합니다.초음파 측정기는 파이프 내의 가스 매체에서 소리가 이동하는 속도를 측정하여 가스 이동 속도를 측정합니다.American Gas Association은 이러한 계량기[1] 적절한 사용 및 설치를 다루며, 알려진 압력, 온도 및 조성으로 기체 내 음속을 예측하는 표준화된 음속 계산을 지정합니다.

가장 정교한 유형의 초음파 흐름은 파이프 내의 여러 경로에 걸쳐 평균 음속을 측정합니다.각 경로의 길이는 공장에서 정확하게 측정됩니다.각 경로는 한쪽 끝에는 초음파 변환기, 다른 쪽 끝에는 센서로 구성됩니다.미터기는 변환기와 함께 '핑'을 생성하고 센서가 소닉 펄스를 수신할 때까지의 시간을 측정합니다.이들 경로 중 일부는 업스트림으로 향하기 때문에 소닉 펄스의 비행 횟수의 합을 비행길이의 합으로 나누어 업스트림 방향의 평균 음속을 얻을 수 있다.이 속도는 가스가 파이프 내에서 이동하는 속도에 따라 가스 내 음속과 다릅니다.다른 경로는 사운드 펄스가 다운스트림으로 이동하는 것을 제외하고 동일하거나 유사할 수 있습니다.그런 다음 미터는 상류와 하류 속도의 차이를 비교하여 가스 흐름 속도를 계산합니다.

초음파 미터는 고비용이며 측정 가스에 액체가 전혀 없는 상태에서 가장 잘 작동하기 때문에 주로 가스가 항상 건조하고 희박하며 많은 양의 돈이 걸려 있어 작은 비례적 부정확성을 견딜 수 없는 유틸리티 파이프라인 미터 스테이션과 같은 고압 용도에 사용됩니다.초음파 측정기의 턴다운 비율은 천연가스 측정기 유형 중 가장 크며, 고품질 초음파 측정기의 정확도와 레인지 능력은 실제로 검증된 터빈 측정기보다 높습니다.

클램프온 유량계로 저렴한 초음파 측정기를 사용할 수 있으며, 파이프 직경의 유량을 임의로 측정할 수 있습니다.이러한 장치는 (1) 비행 시간 또는 운송 시간 및 (2) 상호 상관 관계라는 두 가지 유형의 기술을 기반으로 합니다.두 기술 모두 파이프에 고정되고 파이프 크기와 스케줄로 프로그래밍되며 유량을 계산하는 데 사용할 수 있는 변환기를 포함합니다.이러한 계량기는 천연 가스, 질소, 압축 공기 및 증기를 포함한 거의 모든 건조 가스를 측정하는 데 사용할 수 있습니다.클램프온 계량기는 액체 흐름 측정에도 사용할 수 있습니다.

코리올리 미터

코리올리 미터는 일반적으로 공진 주파수로 진동하기 위해 들뜨는 세로 또는 축 방향으로 변위된 단면을 가진 하나 이상의 파이프입니다.코리올리 계량기는 액체나 기체와 함께 사용된다.변위된 섹션 내의 오일이 정지하면 변위된 섹션의 업스트림 및 다운스트림 부분이 서로 위상적으로 진동합니다.이 진동의 주파수는 파이프의 전체 밀도(내용물 포함)에 따라 결정됩니다.이를 통해 미터기는 실시간으로 가스의 유동 밀도를 측정할 수 있습니다.하지만 일단 유체가 흐르기 시작하면 코리올리의 힘이 작용합니다.이는 업스트림 및 다운스트림 섹션의 진동의 위상차와 파이프가 포함하는 유체의 질량 유량 사이의 관계를 의미합니다.

다시 말씀드리지만, 코리올리 미터 고유의 추론, 아날로그 제어 및 계산의 양으로 인해 미터는 물리적 성분만으로 완전하지 않습니다.미터가 작동하려면 작동, 감지, 전자 및 계산 요소가 있어야 합니다.

코리올리 미터는 광범위한 유량을 처리할 수 있으며 질량 유량을 출력하는 고유한 기능을 가지고 있습니다. 이는 질량 유량 측정에 현재 사용 가능한 최고의 정확도를 제공합니다.코리올리 미터는 유량 밀도를 측정하기 때문에 유량 조건에서의 가스 유량도 추정할 수 있습니다.

미국가스협회 보고서 11호는 코리올리 측정기로 천연가스를 측정할 때 좋은 결과를 얻을 수 있는 지침을 제공한다.

발열량

가스 미터기가 제공하는 가스 흐름의 양은 바로 부피의 판독치입니다.가스 부피는 가스의 품질이나 연소 시 사용 가능한 열의 양을 고려하지 않습니다.유틸리티 고객은 가스 내 사용 가능한 열에 따라 요금이 청구됩니다.가스의 품질은 각 과금 사이클에서 측정 및 조정됩니다.이것은 열량, 발열량 또는 열량 값으로 알려져 있습니다.

천연 가스의 열량은 가스의 각 구성 요소를 측정하는 프로세스 가스 크로마토그래프를 사용하여 얻을 수 있습니다. 즉, 다음과 같습니다.

또한 부피에서 열 에너지로 변환하려면 가스의 압력온도를 고려해야 합니다.압력은 일반적으로 문제가 되지 않습니다. 미터기는 압력 조절기 바로 다운스트림에 설치되고 해당 압력에서 정확하게 판독되도록 보정됩니다.그러면 유틸리티의 과금 시스템에서 압력 보상이 발생합니다.다양한 온도를 쉽게 처리할 수 없지만, 일부 계량기는 설계 온도 범위 내에서 적절한 정확도를 유지할 수 있도록 내장된 온도 보정 기능을 갖추고 있습니다.다른 것들은 전자적으로 온도를 보정합니다.

표시 장치

모든 종류의 가스 계량기는 다양한 지표로 얻을 수 있습니다.가장 일반적인 것은 여러 개의 시계 바늘(포인터 스타일) 또는 주행 기록계와 유사한 디지털 판독값을 사용하는 표시기이지만, 다양한 유형의 원격 판독값도 인기를 끌고 있습니다(자동 미터 판독 및 스마트 미터 참조).

정확성.

가스 미터기는 가스 소비량을 허용 가능한 정확도 내에서 기록하기 위해 필요합니다.등록된 부피의 중대한 오류는 가스 공급자의 손실 또는 전기 소비 장치가 과다 청구되는 것을 나타낼 수 있습니다.정확도는 일반적으로 미터기가 설치된 위치에 대해 법령에 규정되어 있습니다.또한 법적 조항은 정확성에 문제가 있을 경우 따라야 할 절차를 명시해야 한다.

영국에서 유럽 측정 기기 지침[2] 이전에 제조된 가스 계량기의 허용 오차는 ±2%[3]입니다.그러나 유럽 측정 계기 지침은 유럽 전역에서 가스 미터 오류를 조정하고 있으며, 따라서 지침이 시행된 이후 제조된 미터기는 ±3% 이내여야 한다.고객이 정확성에 이의를 제기하는 미터는 승인된 미터기 [4]검사관이 테스트하기 위해 제거해야 합니다.미터기가 규정된 한계를 벗어나는 것으로 판명될 경우 공급업체는 소비자가 미터기를 가지고 있는 동안 잘못 측정된 가스를 소비자에게 환불해야 합니다(단, 그 반대는 아닙니다).환불은 과거 [5]6년으로 제한됩니다.계량기를 테스트할 수 없거나 측정값을 신뢰할 수 없는 경우, 소비자와 공급자는 합의를 위해 협상해야 한다.미터기가 제한 범위 내에서 측정되는 경우 소비자는 테스트 비용(및 미지급 요금)을 지불해야 합니다.이는 전기 계량기의 위치와 대조되는 것으로, 검침은 무료이며, 미터가 부정확하게 판독되기 시작한 날짜를 확인할 수 있는 경우에만 환불이 이루어집니다.

리모트 판독

원격 판독용 고체 펄서가 있는 가스 미터(왼쪽)

가스 계량기의 원격 판독이 인기를 끌고 있다.종종 미터기에 장착된 전자 펄스 출력을 통해 수행됩니다.다양한 스타일을 사용할 수 있지만 가장 일반적인 것은 접점 폐쇄 스위치입니다.

유량 측정 계산

터빈, 회전 및 다이어프램 미터는 미국 가스 협회 보고서 7번에 명시된 계산을 사용하여 보정할 수 있습니다.이 표준화된 계산은 일련의 기본 조건에서 측정된 부피의 수량을 보상합니다.AGA 7 계산 자체는 단순한 비율이며, 본질적으로 유량 조건에서의 가스량 또는 속도를 기본 조건에서의 가스량 또는 속도로 변환하는 밀도 보정 접근법입니다.

오리피스 미터는 매우 일반적으로 사용되는 미터 유형으로, 널리 사용되기 때문에 오리피스 미터를 통과하는 가스 흐름의 특성이 면밀히 연구되어 왔다.American Gas Association Report No.3은 천연가스의 오리피스 계량과 관련된 광범위한 문제를 다루고 있으며, 알려진 조성의 가스의 차압, 정압 및 온도에 기초하여 천연가스 유량을 계산하는 알고리즘을 명시하고 있다.

이러한 계산은 부분적으로 이상적인 가스 법칙에 따라 달라지며 실제 가스가 이상적이지 않다는 사실을 설명하기 위해 가스 압축률 계산도 필요합니다.매우 일반적으로 사용되는 압축률 계산은 미국 가스 협회 보고서 8호, 상세 특성화입니다.

스레드 사이징 표준

주거용, 상업용 및 산업용 가스 계량기에는 자체 표준 나사산 크기가 있습니다.가스 미터기는 전용 나사 크기 세트가 있는 회전 및 너트를 통해 고객 배관에 연결됩니다.이 나사산 크기는 원래 가스 램프의 관점에서 그들을 통해 흐르도록 설계된 가스량에서 유래되었습니다. 예를 들어, 30Lt. 미터는 30개의 조명을 위한 충분한 가스를 제공할 수 있으며 19세기 후반에는 30광 가스 [6]미터라고 불렸습니다.이러한 사이즈는 일반적으로 10Lt, 20Lt, 30Lt, 45Lt 또는 60Lt이지만, 점점 더 큰 사이즈를 사용할 수 있습니다.스레드 크기는 약회전 [7]내에 적절한 내경을 수용할 수 있도록 가장 가까운 크기의 NPT 크기보다 큰 1⁄16인치(1.6mm)

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 미국 가스 협회 전송 측정 위원회(2007).AGA 보고서 제9호: 다경로 초음파계에 의한 가스 측정(2ed.)워싱턴 DC: 미국 가스 협회.
  2. ^ 유럽 지침(2004/22/EC)
  3. ^ 가스(계량기) 규칙 1983
  4. ^ 1976년 가스법 제17조
  5. ^ 1980년 제한법 제58장 제1부
  6. ^ Edinburgh New Philhomical Journal:...의 전경, 제10권 (1880) 페이지 224
  7. ^ 가스 미터 나사산 목록: http://www.gasproductssales.com/wp-content/uploads/2017/07/swivel-nuts.pdf