설정의 기초

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1. 내용적과 누설량과의 관계

(1) 등가내용적

WORK와 TESTER를 포함한 측정계 전체의 내용적에 따라 누설에 의한 차압 변화량은 다릅니다. 또, 계측시간에도 크게 관련됩니다. AIR LEAK TESTER에서는 이 내용적으로서 계측계 전체의 압력변동 요인(WORK나 차압센서의 내압에 의한 용적변화)의 영향을 고려한 등가내용적(Ve)이라고 부르는 계수를 사용합니다. 등가내용적은 다음 식을 이용하여 산출할 수 있습니다. 또, AIR LEAK TESTER의 기종에 따라서는 AUTO LEAK CALIBRATOR(ALC) 또는 LEAK MASTER를 사용하여 직접 Ve값을 계측할 수 있습니다.

(2) 누설량

1) 압력의 종류

2) 압력의 단위 1bar = 0.1MPa = 1.01972kg/cm2, 1Pa = 1N/m2, 1Torr = 1mmHg

Pa kg/cm2 mmH2O mmHg PSI
1Pa 1 1.01972 X 10E-5 0.101972 7.50062 X 10E-3 1.45038 X 10E-4
1kg/cm2 9.80665 X 10E4 1 104 735.559 14.2233
1mmH2O 9.80665 10E-4 1 7.35559 X 10E-2 1.42233 X 10E-3
1mmHg 133.322 1.35951 X 10E-3 13.5951 1 1.93368 X 10E-2
1PSI 6894.76 7.03070 X 10E-2 703.070 51.7149 1

알림 : 10E-3은 10의 -3승을 나타냅니다.

(3) 기체의 상태식

2. 검사시간의 설정

(1) 검출시간의 설정과 LEAK 규격값의 산출

등가내용적Ve를 사용하여 LEAK 규격값 Q에 상당하는 차압값과 검출시간(T3)을 구해 설정합니다. 일반적으로는 검출시간 2~10s, 설정 차압값 ΔP는 ±10~100 Pa 범위의 설정이 적당합니다.

(2) 가압 • 평형시간을 구하는 방법

- INTELLIGENT I AIR 회로일 경우
가압시간(CHG) : 평형시간(BAL) = 3 : 1 또는 4 : 1
- INTELLIGENT II AIR 회로일 경우
가압시간(CHG) : 평형1(BAL1) : 평형2(BAL2) = 5 : 5 : 1
주의 : WORK 용적이 작을 경우 등압시간은 불필요합니다. BAL1 = 0초로 설정합니다.
통상 이들 시간은 실제 기계장치 지그의 상태나 WORK의 특성에 따라 달라지므로 실험으로 구할 필요가 있습니다. 또한 과거에 실적이 있는 WORK에 대해서는 추정할 수도 있습니다.

3. 기체와 액체의 누설량비

(1) 실제 기체와 액체의 누설량비

일반적으로 AIR와 액체(물, 기름)의 누설량은 하겐포아쥬(HAGEN POISEUILLE)의 법칙에 따라 점도와 압력에 의해 결정됩니다. 단, 누설구멍이 원형 관이고 표면이 매끄럽다는 것을 전제로 하고 있습니다. 현실에서는 기공누설이나 용접불량에 의한 핀홀은 요철이나 잘록한 부분이 있는 복잡한 형상의 거친 면입니다. 이러한 경우 기체와 액체의 상관관계가 완전히 이론식에 맞는다고는 할 수 없습니다. 실제로는 미소누설에서 AIR는 새더라도 액체는 새지 않는 현상이 일어납니다. 많은 경우 미소누설에서 AIR와 액체의 누설량은 이론 이상의 큰 누설량비가 됩니다. 이것은 액체와 누설구멍 내면에 표면장력이 작용해 유량저항이 증대되기 때문이라고 생각할 수 있습니다.

(2) 기체와 액체의 누설량비를 구하는 이론식

점도계수 (Pa•s × 10-3)

온도 공기 (ηa) 물 (ηl) Break Oil (ηl)
20°C 0.0181 1.00 26
50°C 0.0195 0.55 10
70°C 0.0204 0.40 7

공기(20℃)와 액체의 누설량비

액체 ηl 공기압 Pa 액체압PI Ql/Qa
물 20°C 0.001Pa•s 0.4MPa 0.4MPa 0.006
Break Oil 50°C 0.01Pa•s 0.4MPa 0.4MPa 0.0006
Break Oil 50°C 0.01Pa•s 0.4MPa 15MPa 0.02

(3) TEST압이 다른 기체일 경우의 누설량비

4. LEAK CALIBRATION 기능

차압을 누설량 단위로 표시하기 위해 등가내용적을 계측할 필요가 있습니다. 이것을 LEAK CALIBRATION이라고 하며 LEAK TESTER에서 중요한 요소입니다.

(1) 용적변화 방식의 LEAK CALIBRATOR에 의한 등가내용적(Ve)의 계측 (특허)

LEAK TESTER를 CALIBRATION 모드에서 작동하고 검출시간 중에 WORK 측정계에 일정한 용적변화(ΔV)를 발생시킵니다. 여기에서 발생하는 차압(ΔP)을 검출하여 대상이 되는 측정계의 등가내용적(Ve)값을 자동으로 산출합니다. 계측한 Ve를 사용하여 누설량 단위(예를 들면 mL/min)로 표시할 수 있습니다.

(2) LEAK CALIBRATOR의 선정

LEAK CALIBRATOR TEST 조건에 따라 다음 계산식으로 용적변화량을 구해 형식을 선택합니다. 전자동으로 작동하는 AUTO LEAK CALIBRATOR와 수동으로 작동시키는 MANUAL CALIBRATOR(LC타입, QLC 타입)가 있습니다.

  • ▪ AUTO LEAK CALIBRATOR
    LEAK TESTER에 내장되어 전자동으로 동작합니다.

  • ▪ LC타입
    검출 시에 다이얼을 회전시켜 용적변화를 발생시킵니다.
    TEST압에 따라서는 조작할 수 없습니다.

  • ▪ QLC 타입
    원터치로 임의의 용적변화를 발생시킬 수 있습니다. 조작이 간단하고 일상점검에도 편리합니다. TEST압을 가한 상태에서 조작이 가능합니다.

ΔP가 1000Pa일 경우 구해지는 ΔV FULL SCALE의 값에 가장 가까운(FULL SCALE 이상도 이하도 좋음) LEAK CALIBRATOR를 선택합니다.

TEST 조건 AUTO LEAK CALIBRATOR MANUAL LEAK CALIBRATOR
LC타입 QLC 타입
WORK 용적 TEST압 형식 F.S. 형식 F.S. 형식 F.S.
소용적 중•고압 ALC-05 0.5mL --- --- QLC-0021 0.2mL
소•중용적 저•중•고압 ALC-1 1mL LC-12 1mL QLC-0101 1mL
소•중•대용적 저•중압 --- --- LC-22 2mL --- ---
중•대용적 저•중압 ALC-4 4mL LC-42 4mL QLC-0401 4mL
대용적(옵션) 저•중압 ALC-10 10mL --- --- QLC-1001 10mL

* F.S. = FULL SCALE

(3) LEAK MASTER를 사용한 K(Ve) CALIBRATION

일정한 누설을 WORK 측정계에 주어 등가내용적을 구하는 기능입니다.
LEAK MASTER를 교정포트에 접속하고 CALIBRATION 모드에서 작동하면 자동적으로 K(Ve)를 산출하여 표시합니다.
LS-1881, LS-R900, LS-R700에서 이 기능이 가능합니다.
LS-1866에서는 LEAK MASTER를 사용하여 유량계수를 산출하고 차압을 누설량으로 변환합니다.