- 유량측정장치의 Calibration -

Presentation on theme: "- 유량측정장치의 Calibration -"— Presentation transcript:

1 - 유량측정장치의 Calibration -
대기화학 공학 및 실험 - 유량측정장치의 Calibration -

2 유량측정장치의 Calibration Secondary standards Primary standards
Rotameter Orifice Meter Thin Plate Orifice Meter Capillary Orifice Meter Critical Orifice Heat Transfer Anemometer Primary standards - Spirometer - Frictionless Piston - Aspirator Bottle Pitot Tube Intermediate standards Wet Test Meter Dry Test Meter Rotary Displacement Meter

3 Primary standards 온도, 길이, 속도, 부피 등의 기본적인 단위들로만 구성되는 장치계 정확도는 ±0.3% 이상
주로 실험실에서 사용 Spirometer, Frictionless Piston, Aspirator Bottle, Pitot Tube

4 Spirometer Vg = Vbi + Ve Vbi = Vbo – Vmt Vg = Vbo – Vmt + Ve
Vg = the volume of the gas Vbi = (the increase in) the internal volume of the bell Ve = the drop in displacement of the liquid level as the bell rise Vbo = the external volume of the bell Vmt = the volume of the metal

5 Frictionless piston Mercury – seal piston Flowmeter

6 Frictionless piston Soap – bubble Flowmeter
For dry gases at ambient and higher temperature Qc = Corrected flowrate Qo = Observed flowrate Pb = Barometric pressure Pw = Saturated water vapor pressure at temperature of test [Table 4]. RH = Relative humidity (0 to 1.00) For dry gases, where RH = 0 :

7 Water Vapor Pressure as a Function of Temperature (Pw)

8 Aspirator Bottle

9 Pitot tube

10 “S” Type Pitot Tube and Manometer Assembly

11 Particulate Sampling Train

12 Relative Positions of Sampling Probe and Pitot Tube

13 Intermediate standards
내부부피가 정확히 측정될 수 없는 부피대체 장비 최소한 6-12개월에 한 번씩 Primary standards와 같은 보다 정확한 표준계의 calibration이 필요 정확도는 대략 ±2% 주로 실험실에서 사용 Wet Test Meter, Dry Test Meter, Rotary Displacement Meter

14 Wet test meter

15 Calibrating a Wet Test Meter with a Spirometer

16 Calibration of the wet test meter using aspirator bottle
Procedure 1. Aspirator bottle 조립. (Figure 1) 2. Aspirator bottle에 물 채우고 실내 온도와 평형을 이루도록 한다. 3. Wet Test Meter의 수평을 맞추어 기포가 정확히 중앙에 위치하도록 한다. (Figure 2a) 4. Funnel을 통해 물을 채워 Pointer까지 오도록 한다. (Figure 2b) 5. 2ft 길이의 Vacuum tube를 Wet Test Meter의 outlet에 연결하고 다른 한 쪽 끝에 needle valve를 연결. 적당한 길이의 tube를 vacuum source에 연결하고 다른 한 쪽 끝에 needle valve를 연결. (Figure 2c)

17 Calibration of the wet test meter using aspirator bottle
6. Needle valve를 닫고 vacuum source를 작동. 7. Needle valve를 열어서 5~10 lpm이 되도록 하고, 1시간 동안 wet test meter에 공기가 흐르도록 함. 8. Vacuum source를 정지. 9. Inlet과 Outlet을 대기압 상태로 유지하기 위해 needle valve와 vacuum tube를 제거. 10.Wet test meter의 수평상태를 확인/조절 11.Water level pointer를 재확인 후 수위 조절.

18 Calibration of the wet test meter using aspirator bottle
12.Figure 3과 같이 Wet test meter의 outlet과 aspirator bottle을 연결. 13.Figure 3b와 같이 aspirator의 clamp를 열어 aspirator bottle의 drain hose에 물이 차도록 함. 14.Wet test meter의 initial volume (Vi)를 읽고 기록지에 기록. ml Volumetric flask에 표선까지 물을 채운다. 16.Wet test meter가 흐르는 동안 다음의 사항을 기록. - Wet test meter’s manometer (ΔP) - Meter water temperature, °C - Barometric pressure, mmHg - Volume as indicated on meter, liters

19 Calibration of the wet test meter using aspirator bottle
17.Aspirator bottle의 clamp를 신속하게 닫은 후 Final volume (Vf)를 읽고, 기록지에 기록 18.총 3회에 걸쳐 반복 측정. 19.다음의 식을 사용하여 표준상태에서 검량된 부피를 계산 20.표준상태에서 평균 부피를 계산 21.오차 계산 Vst = the volume of the standard flask Vs = volume at std. (25°C, 760mm Hg) Pm = barometric pressure corrected for internal meter, mm Hg (Pb – Δp) Tm = Temperature of meter, °K Ps = barometric pressure at std. (mm Hg) Ts = Temperature at std, °K Vm = volume as measured by wet test meter, Vi-Vf, l 22.Calibration factor의 결정

20 Dry test meter

21 Rotary Displacement Meter

22 Secondary standards 이론적/경험적 유량과 관련된 물리적 변화나 힘을 기체의 유량과 연계
Primary standards를 이용하여 검량 Calibration된 Intermediate standards / Secondary standards를 이용하여 검량 최소 3개월에 한 번씩 검량 유량의 검정 시 다섯 점 이상의 포인트에 대하여 각 포인트당 3회 이상(replicate) 측정 유량의 검정 시 상대표준편차(RSD)가 ±5% 이내 실험실 / 현장에서 광범위하게 사용 Rotameter, Orifice Meter, Heat Transfer Anemometer

23 Rotameter

24 Various Types of Rotameter Floats

25 Rotameter Calibration Apparatus

26 Calibration of a Rotameter with a Wet Test Meter

27 Qa = Actual flowrate during sampling
Qc = Observed flowrate obtained from calibration curve prepared in the laboratory Pc = Pressure of calibration air, mm Hg Tc = Temperature of calibration air, °K or °R Pa = Pressure of air in field, mm Hg Ta = Temperature of air in field, °K or °R

28 Orifice Meter – Venturi Meter

29

30 Orifice Meter – Thin Plate Orifice Meter

31 Orifice Meter – Typical Capillary Orifice Meter and Calibration Curve

32 Calibration of a limiting Orifice using a Soap Bubble Meter

33 Calibration of a Critical Orifice with a Wet Test Meter

34 Cross – section of a Temperature – compensated Gas Flow Anemometer

35 Mass Flow Meter calibration apparatus

36 공시료 (Blank) 실험실 공시료 (Lab blank) 현장 공시료 (Field blank) 실험실 내부에서 준비
실험실 내의 기본 배경농도가 분석에 미치는 영향을 알아보기 위함 실제 분석 될 Sample과 동일하게 준비 실제 분석 될 Sample과 모든 처리과정을 동일하게 해야 함 현장 공시료 (Field blank) 실험실 외부에서부터 시작 현장에서의 sampling 과정 및 저장 운송 전체를 내포하는 배경농도가 실제 Sample에 미치는 영향을 알아보기 위함 실제 분석 될 Sample과 동일하게 준비 실제 분석 될 Sample과 모든 처리 과정을 동일하게 해야 함