모든 Zelentech 계기는 정전용량 측정을 기반으로 합니다. 이는 실험실 계기에서 사용되는 동일한 물리적 원리를 산업용 파이프라인 및 공정 시스템에서의 연속 인라인 사용에 맞게 적용한 것입니다. 이 페이지에서는 작동 원리, 인라인 측정이 샘플링보다 우수한 이유, 그리고 대안 기술과의 비교를 설명합니다.

측정 원리

동심 커패시터 원리 — 프로브 및 배관 벽 측면도, 단면도

물과 오일은 유전 상수(유전율)가 현저히 다릅니다. 순수 오일의 유전 상수는 약 2인 반면, 물의 유전 상수는 약 80입니다. 이 40배의 차이로 인해 정전용량 측정은 오일 내 수분을 감지하는 데 매우 민감한 방법입니다.

Zelentech 센서는 커패시터를 형성하는 두 개의 전극으로 구성되며, 공정 유체가 그 사이를 흐릅니다. 수분 함량이 변하면 유체 혼합물의 유전 상수가 비례하여 변하고 정전용량이 변합니다. 계기의 전자장치가 이 정전용량 변화를 높은 정밀도로 측정하여 수분 함량 판독값으로 변환합니다.

고급 온도 보상 알고리즘이 오일과 물 유전 상수의 온도 의존성을 보정하여 전체 운전 범위에서 정확한 측정을 보장합니다.

~80
물의 유전 상수
~2
오일의 유전 상수
40×
대비율 — 높은 감도

인라인 모니터링을 추가해야 하는 이유

연속 측정

인라인 측정은 매초 판독값을 제공하여 정기 샘플링 사이의 공백을 메우고, 워터 슬러그, 분리기 캐리오버, 씰 파손 등 과도 현상을 발생 즉시 포착합니다.

대표성

센서가 배관을 통해 흐르는 실제 공정 흐름을 측정합니다. 오류를 유발하거나 유수 분포를 변화시킬 수 있는 샘플링 밸브, 샘플 라인 또는 샘플 용기가 필요하지 않습니다.

취급 오류 감소

그랩 샘플은 용기 오염, 불량한 혼합, 운송 중 침전의 영향을 받습니다. 연속 인라인 데이터는 정기적인 실험실 검증을 보완하는 신뢰할 수 있는 기준선을 제공합니다.

실시간 응답

실시간 판독값을 통해 폐루프 제어, 높은 수분 함량 시 자동 우회, 즉각적인 알람 응답이 가능하여 정기 샘플링 간격 사이의 공정 변화에 대응합니다.

안전성

분류된 구역에서 밸브를 열고, 샘플을 채취하고, 위험 유체 용기를 운반할 필요성을 줄입니다. ATEX/IECEx 인증 계기가 작업자 노출 없이 지속적으로 모니터링합니다.

비용 효율성

수동 샘플 채취, 운송 및 실험실 분석의 빈도와 비용을 줄이면서 어떤 샘플링 프로그램보다 하루에 훨씬 더 많은 데이터 포인트를 제공합니다.

Zelentech 대 대안 기술

정전용량 Zelentech

작동 원리: 두 전극 사이의 유수 혼합물의 유전 상수를 측정합니다.

장점: 전 범위에서 높은 감도. 전체 수분(용해 + 유리 + 유화)을 측정. 소모품, 방사선원, 광학 창이 필요 없음. 모든 오일 유형에서 작동.

최적 용도: 원유 파이프라인, 산업용 오일, 식물유, 글리콜 — 수분 함량의 지속적인 모니터링이 필요한 모든 액체.

마이크로파 / RF

작동 원리: 유체를 통한 마이크로파 흡수 또는 위상 편이를 측정합니다.

장점: 용해된 염분이 정전용량 판독에 영향을 줄 수 있는 고염도 원유에 적합. 높은 수분율에서도 잘 작동.

한계: 더 고가. 물리적 크기가 더 큼. 교정이 더 복잡. 산업용 오일 및 저수분율 응용에는 덜 적합.

수분 활성도 / 상대 습도

작동 원리: 오일 상부의 평형 수증기압(수분 활성도)을 측정합니다.

장점: 깨끗한 변압기유 및 터빈유에서 매우 낮은 수준의 용해 수분 경향 모니터링에 적합.

한계: 용해 수분만 측정합니다. 유리 수분이나 유화 수분을 감지할 수 없어 오염이 가장 위험한 시점(포화점 초과)에서 정확히 실패합니다. 실제 수분 함량이 아닌 상대 포화도를 보고합니다.

근적외선 (NIR)

작동 원리: NIR 광을 유체에 투과시키고 수분 특정 파장에서의 흡수를 측정합니다.

장점: 실험실 환경에서 매우 정확. 깨끗하고 투명한 유체에 적합.

한계: 원유 및 오염된 공정 흐름에서 광학 창이 오염됨. 대부분의 현장 응용에서 인라인 사용이 실용적이지 않음. 주로 실험실 기술.

참조 방법 — 실험실 & 현장

칼 피셔 적정법

작동 원리: 시료 내 수분을 소비하는 화학 반응을 전기화학적으로 측정합니다.

장점: 수분 함량의 결정적 참조 방법. 극도로 정확. 교정 및 인증에 사용.

한계: 배치 실험실 방법 — 실시간이 아니며 인라인이 아님. 숙련된 작업자, 소모성 시약, 시험 당 15~30분이 필요. 인라인 계기를 대체하는 것이 아니라 검증하는 데 사용.

ASTM D4007 — 원심분리 BS&W

작동 원리: 동일한 부피의 원유와 수포화 톨루엔을 원추형 원심분리 튜브에서 혼합하고 고속으로 회전시킵니다. 더 무거운 물과 침전물 상이 뾰족한 바닥으로 분리되며, 눈금에서 직접 부피를 읽습니다.

장점: 원유 BS&W 측정에 널리 사용되는 현장 및 실험실 방법. 휴대용 원심분리기로 유정, 탱크 팜 및 수탁 이송 지점에서 현장 시험 가능. 10~15분 내 결과. 현장 작업자에게 간단하고 잘 이해됨.

한계: 수동 그랩 샘플 필요 — 연속적이지 않음. 결과는 시료 품질, 용매 비율 및 원심분리기 속도에 따라 달라짐. 분리에 저항하는 용해 수분이나 유화를 감지하지 못함. 일반적으로 최대 0.1%까지 분해. 대체가 아닌 인라인 계기와 함께 사용.

위험 구역 인증

대부분의 수분율 측정 응용은 인화성 가스나 증기가 존재할 수 있는 위험 구역에 있습니다. Zelentech 계기는 국제 IECEx부터 유럽, 브라질, 중동의 지역 인증제도까지 글로벌 배치를 위한 위험 구역 인증을 보유하고 있습니다.

모든 인증서는 내압 방폭 구조(Ex db) 보호 개념을 기반으로 하며, 가스 그룹 IIC(수소 포함) 및 온도 등급 T4(≤135 °C 표면 온도)로 평가되어 Zone 1 및 Zone 2 설치에 적합합니다.

IECEx — 국제

IECEx QPS 19.0007X Issue 2 — Ex db IIC T4 Gb

30개국 이상에서 인정되는 국제 인증 체계. IECEx는 ATEX, INMETRO, ECAS를 포함한 대부분의 국가 인증 체계의 기술적 기반을 형성합니다. 하나의 시험 보고서로 전 세계적으로 인정됩니다.

ATEX — 유럽연합

CML 19ATEX1356X — Ex db IIC T4 Gb

폭발성 분위기에서 사용되는 장비에 대한 EU 지침 2014/34/EU. 모든 EU 및 EEA 회원국에서 필수. CML B.V.(인정 기관 2776)에 의한 형식 검사.

INMETRO — 브라질

LMP 24.0560X — Ex db IIC T4 Gb

INMETRO Portaria 115/2022에 따른 브라질 국가 인증. 브라질에 설치되는 위험 구역 장비에 필수. LMP Certificações에서 발급.

ECAS — 아랍에미리트

26-02-184073 / E26-02-192048 / NB0002

위험 구역 장비에 대한 에미리트 적합성 평가 체계. UAE 석유 & 가스 부문 설치에 필수. 산업기술부 산하 SGS에서 발급.

cQPSus — 북미

LR1538-1 — Ex db IIC T4 Gb

캐나다 및 미국에 대한 QPS Evaluation Services 인증. CSA C22.2 No. 60079-0, -1 및 UL 60079-0, -1에 따라 평가됨. IECEx 시험 보고서를 기반으로 북미 전역의 시장 접근을 제공합니다.

ISO 9001:2015 — 품질 경영

QS-17-1531

유체 측정 계기의 설계, 제조 및 공급에 대한 인증된 품질 경영 시스템. SAC 인정 EQA IMS Certification에 의한 인증.

통신 출력

Zelentech 계기는 세 가지 가장 일반적인 산업용 통신 프로토콜을 지원하여 사실상 모든 DCS, SCADA, PLC 또는 유량 컴퓨터 시스템과의 통합이 가능합니다:

4mA20mA

4–20mA 아날로그

산업 표준 아날로그 출력. 수분율 판독값이 4–20mA 범위에 선형으로 매핑됩니다. 간단하고 신뢰할 수 있으며 모든 산업 시스템과 호환됩니다. 루프 전원 — 외부 전원 공급 장치가 필요하지 않습니다.

DIGITAL

HART

4–20mA 신호 위에 중첩되는 Highway Addressable Remote Transducer 프로토콜. 동일한 2선으로 디지털 구성, 진단 및 다변수 데이터(수분율 + 온도)를 가능하게 합니다.

RS-485

Modbus RTU

PLC 및 RTU 연결을 위한 시리얼 디지털 프로토콜. RS-485를 통해 수분율, 온도 및 진단 데이터를 제공합니다. 단일 버스에서 여러 계기를 지원합니다.

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