유량 스위치란?
유량 스위치는 액체나 기체와 같은 유체의 순간적인 유량을 감지하는 장치를 말합니다.
운동자의 회전수에서 유량을 구하는 임펠러식, 점성 액체의 측정에 적합한 용적-질량식, 미량의 유체도 감지하는 전자기식 등 다양한 측정방식이 있습니다.
와류식 유량계는 액체, 기체, 상기 유체 등 광범위한 유체 측정에 사용할 수 있는 압력 손실이 비교적 적은 유량계입니다. 다양한 유체를 높은 정밀도로 감지할 수 있어 앞으로 더욱 확산될 것으로 예상됩니다.
유량 스위치의 사용 용도
유량 스위치는 산업기계 제조 공정, 민생용품 관리 용도, 의료기관 등에서 사용되고 있다. 유량 스위치는 액체나 기체의 순간적인 유량을 측정하는 센서입니다. 측정 정확도는 제품 및 감지 메커니즘에 따라 크게 달라집니다.
특히 고정밀 제품에는 산업기계 제조 공정 중 필요에 따라 유체의 미세한 액위 변화를 모니터링하기 위한 사용 용도가 있습니다. 또한, 차량용 트랜스미션에 사용되는 오일 등의 윤활유나 차량 내 유체 특성 측정, 민생용 에어컨 관리 등도 용도 중 하나입니다.
유량 스위치의 원리
유량 스위치에는 다양한 방식의 감지 메커니즘이 있습니다. 대표적인 방식은 서미스터식, 칼만 소용돌이식, MEMS 방식 등 3가지가 있습니다.
1. 서미스터식 유량 스위치
서미스터식 유량 스위치는 유로에 가열된 서미스터를 설치하고 유체를 흘려보내면 서미스터에서 열을 흡수하는 방식입니다. 서미스터의 열 감소에 따른 저항값 상승률이 유속과 일정한 관계를 갖는 성질에 의해 유속을 측정합니다.
2. 칼만 와류식 유량 스위치
칼만 와류식 유량 스위치는 유체의 진동 현상을 이용하는 방식입니다. 흐름 속에 막대 모양의 물체를 넣으면 소용돌이 발생체가 되어 하류측에 교대로 소용돌이가 발생합니다.
이 와류는 특정 조건 하에서 매우 안정적이며, 그 주파수는 유속에 비례하기 때문에 주파수 평가를 통해 유량을 계산할 수 있습니다.
3. MEMS 방식
MEMS 방식 유량 스위치는 주로 기체용 유량 측정 방법을 가진 방식으로, MEMS의 저항값의 흐름에 대한 위치 의존성이 유속과 비례하기 때문에 그 저항값을 연산 처리하여 흐름의 방향과 유속을 측정할 수 있습니다.
유량 스위치의 기타 정보
1. 유량 스위치와 펌프
유량 스위치와 유사한 기능을 가진 유량 스위치는 액체의 흐름을 감지하여 동작하는 스위치입니다. 펌프가 움직이면 액체가 흐르고, 펌프가 멈추면 흐름도 멈추기 때문에 액체의 상태를 ON/OFF로 감지하고 싶을 때 유량 스위치를 사용합니다.
대부분의 경우 액체의 흐름 상태를 보고 시스템을 제어하기 때문에 액체의 흐름을 만드는 펌프와 흐름을 감지하는 유량 스위치를 조합하여 사용합니다. 유량 스위치와 펌프는 세트로 사용하도록 설계되었기 때문에 궁합이 잘 맞습니다.
2. 유량 스위치와 유량계의 차이점
유량 스위치는 액체의 흐름을 감지하여 동작하는 스위치이므로 ON 또는 OFF로 동작합니다. 전압으로 말하면 L(Low) 또는 H(High), 마이크로 컴퓨터의 처리 정보로 말하면 0 또는 1, 표시로 말하면 동작과 정지의 두 가지 상태만 존재하며, 디지털적인 동작 용도에 사용됩니다.
이에 비해 유량계는 액체의 유속이나 유량 자체를 측정하는 기기이기 때문에 아날로그적인 동작을 합니다. 표시되는 측정 결과는 1분에 몇 리터의 유량을 나타내는 것과 같이 연속적인 상태에서 측정 결과가 수치로 표시됩니다.
또한, 유량 스위치의 검출 방식은 검출기 내부로 들어간 물 등의 액체의 수위가 상승하면 플로트라는 액체에 떠 있는 부위가 수위와 함께 상승하여 임계값에 도달하면 스위치가 꺼지는 매우 단순한 구조입니다. 이에 반해 유량계의 검출 방법은 플로트 스위치와 유사한 타입 외에도 차압식 등 다양한 방법이 있습니다. 요구되는 측정 정밀도나 조건에 따라 최적의 선택을 하는 것이 중요합니다.