개념 한 쪽
계측기기 유지관리는 계기의 원리와 적용 범위를 이해해 적절한 기기를 선택하고 주기적으로 교정·점검하는 일을 포함한다. 화염검출, 집진장치의 성능, 교축식 유량계의 압력손실 순서, 압력계 교정 방법, 고온 측정용 온도계 등 기기별 특성을 바탕으로 유지관리 판단을 한다.
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출제기준 단원 「계측기기 유지관리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 세정식 집진장치 성능 판단 | 1 | 장치별 미세입자 포집 능력과 압력손실 특성 가리기 |
| 교축식 유량계 압력손실 비교 | 1 | 유로 형상에 따른 압력손실 순서 결정하기 |
| 화염 검출 원리 구분 | 1 | 발광 검출과 이온화 전류 검출을 구별하기 |
화염 검출은 감지 대상에 따라 원리가 다르다. 발광을 이용하면 CdS 셀과 같은 광전도 소자를 쓰며, 화염 속 이온에 의한 전류를 이용하면 플레임로드(이온화 전류 방식)를 쓴다. 바이메탈은 온도차로 휘는 열 검출 소자이고 스택스위치는 굴뚝의 압력·온도를 감지하는 장치라 발광 검출과는 구별된다.
세정식 집진장치는 물과 입자의 충돌·응집 능력에 따라 미세입자 포집 성능이 달라진다. 분무탑식은 비교적 단순해 굵은 입자 위주 포집에 적합하고 충전탑은 충전재로 가스와 접촉시켜 주로 유해가스 흡수에 쓰인다. 사이클론 스크래버는 원심력을 이용해 중간 정도의 효율을 내며, 벤츄리 스크래버는 스로트에서 가스를 고속으로 가속시켜 물방울과 강하게 충돌시켜 1μm 이하 초미세 입자까지 포집해 세정식 중 효율이 가장 높다. 다만 벤츄리는 압력손실이 커 동력비가 많이 든다.
교축식 유량계류는 교축부의 유로 형상에 따라 압력손실이 달라진다. 완만한 축소·확산관을 가진 벤츄리는 압력손실이 가장 작고, 플로우노즐은 그 중간이며 얇은 판에 구멍만 뚫린 오리피스는 흐름이 급격히 끊겨 압력손실이 가장 크다. 따라서 압력손실은 벤츄리 ＜ 플로우노즐 ＜ 오리피스 순으로 이해한다.
계기 교정에서는 피교정기보다 정도가 높은 기준 시험기를 사용해야 한다. 탄성압력계의 일반교정에는 기준 분동식(데드웨이트) 압력계를 쓰는데, 분동의 무게로 기준압력을 생성하므로 정도가 가장 좋아 표준 시험기로 이용한다. 이와 달리 격막식은 피교정 대상의 한 종류이며 침종식·정밀식은 기준기로 쓰기엔 정도가 부족하다.
온도계 선택은 측정 범위와 원격 전송 여부에 따라 결정한다. 연소실처럼 수백에서 수천 ℃에 이르는 고온에서는 열기전력 원리의 열전대가 적합하다. 열전대는 접합부에서 기전력을 발생시켜 전기 신호로 원거리 지시·기록이 가능하고 절환 스위치로 여러 열전대를 1대 계기에 순차 접속해 다점 측정·기록이 가능하다.
문제 예시는 장치의 원리와 적용 범위를 바탕으로 오답을 소거하는 연습을 요구한다. 예컨대 화염의 발광특성을 묻는 문항에서 플레임로드를 정답으로 고르면 원리를 혼동한 오류가 된다. 세정식 집진장치 비교에서 '최고 효율 = 벤츄리 스크래버'를 외우되 압력손실 증가라는 단점을 함께 기억해야 한다. 교축식 유량계의 압력손실 순서를 물으면 '벤플오' 순서(벤츄리, 플로우노즐, 오리피스)를 떠올려 빠르게 판단한다.
다음 세정식 집진장치중에서 가장 미세한 입자의 집진과 높은 집진효율을 가진 것은 어떤 장치인가?
정답 ③ · 문제는 세정식 집진장치들 가운데 미세입자 포집 능력이 가장 뛰어난 장치를 묻고 있다. 미세입자 집진 성능은 가스와 액적의 충돌·응집을 유발하는 속도와 액적 크기 등에 의해 결정되며, 벤츄리 스크럽은 좁은 스로트에서 가스를 고속으로 가속시켜 강한 충돌과 미세한 분무를 통해 1μm 이하의 초미세 입자까지 효과적으로 포집한다.
세정식 집진장치 중 최고의 미세입자 포집·집진효율은 벤츄리 스크래버다.
교축식 유량계에서 압력손실에 대한 결과를 올바르게 나열한 것은?
정답 ② · 문제는 교축식 유량계들 간의 압력손실 크기 순서를 묻고 있다. 압력손실은 유로의 축소·확산이 급격할수록 커지므로 완만한 축소·확산을 갖는 벤츄리가 손실이 가장 작고, 플로우노즐은 중간, 급격한 오리피스가 손실이 가장 크다.
압력손실은 벤츄리 ＜ 플로우노즐 ＜ 오리피스 순 — 유로가 급격히 좁혀질수록 손실이 커진다.
다음 중 탄성압력계의 일반교정에 쓰이는 정도(精度)가 좋은 시험기는?
정답 ② · 문제는 탄성압력계의 일반교정에 사용되는 정밀도가 좋은 시험기를 묻고 있다. 기준 분동식(데드웨이트) 압력계는 분동의 중력으로 기준압을 생성하므로 재현성과 정밀도가 매우 높아 다른 기기를 교정할 때 표준기로 사용된다.
탄성압력계 일반교정은 정도가 가장 높은 기준 분동식(무게형) 압력계로 수행한다.
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