내구성에 집중: 부식성 환경에서도 입증된 AVS701의 성능
많은 산업 현장에서 풍속은 여러 측정 항목 중 하나에 불과합니다. 그러나 센서에 문제가 발생할 경우, 전체 시스템이 멈출 수 있는 위험이 뒤따릅니다. 부식성 환경, 세척제, 염분이 많은 산업 현장은 장비를 손상시키고 측정 기술의 수명을 크게 단축시킬 수 있습니다.
바로 이러한 가혹한 산업 환경을 위해 개발된 E+E Elektronik의AVS701 풍속센서는 다양한 실제 운용 조건을 반영한 철저한 테스트를 거쳤습니다. 특수 코팅 처리된 세라믹 측정 소자와 견고한 스테인리스 스틸 센서 헤드를 결합하여, 열악한 환경에서도 안정적인 성능을 유지하도록 설계되었습니다.
풍속 센서의 내구성이 중요한 이유
많은 공정에서 풍속 센서는 측정 대상에 직접 설치되며, 산업 현장의 특성상 대부분 가혹한 조건의 환경에 노출됩니다. 습하거나 포화된 공기, H₂O₂와 같은 세척 및 소독제, 암모니아와 같은 화학 가스, 염분이 많거나 먼지가 많은 환경은 모두 센서 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 측정 소자, 납땜 접합부 또는 하우징의 부식은 측정 정확도를 저하시켜 부정확한 측정값을 초래할 수 있으며, 그 결과 다음과 같은 문제가 발생합니다:
- 프로세스 품질 저하
- 예기치 않은 다운타임 발생
- 유지보수 및 교체에 따른 시간과 비용 증가
따라서 가혹한 산업 환경에서 사용되는 풍속 센서는 정밀한 측정 성능뿐만 아니라, 장기적인 안정성과 뛰어난 내구성을 동시에 갖추어야 합니다. AVS701은 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 개발되었습니다.
가혹한 환경을 위한 설계
AVS701의 뛰어난 내구성은 설계 구조에서 측정 소자까지, 제품 전반에 걸쳐 구현되었습니다:
- 보호 코팅 처리된 세라믹 박막 측정 소자
- 스테인리스 스틸 센서 헤드 및 프로브
- 견고한 구조와 넓은 작동 범위
- 부식성 환경 대응을 위한 특수 코팅
E+E 테스트 실험실에서 진행된 장기 테스트를 통해, 견고한 설계 신뢰성이 입증되었습니다.
염수 분무 내식성
배기 시스템, 식품 산업, 해안 근방 설비등 염분이 많은 환경에서 AVS701 측정 소자의 내식성을 평가하기 위해 DIN EN ISO 9227 규격에 따라 염수 분무 테스트를 수행했습니다.
테스트 수행 구성:
- 물 1리터당 50g의 염화나트륨을 사용한 표준 준수 염수 분무 테스트
- 총 테스트 기간: 168시간
- 테스트 영역 내에 완전히 배치된 센서 헤드
- 블러프 본체 유무에 따라 금속 하우징 내 AVS701 측정 소자 각 5개 배치
- 테스트 중 각 유형의 센서 3개에 전원 공급, 2개는 전원 없이 보관
- 테스트 전후에 측정된 히터 및 온도 센서의 저항 값
-
Sensing element before the test (without bluff body) -
Sensing element after the test (without bluff body)
염수 분무 테스트 결과
48시간 후 육안 검사 결과시 눈에 띄는 변화는 없었습니다. 168시간 후 세척을 거친뒤 측정 소자를 현미경으로 검사한 결과, 실제 측정 소자에서 부식 흔적은 발견되지 않았습니다. 하우징과 센서 표면의 미세 침전물은 쉽게 제거할 수 있었으며, 사용된 물의 미네랄로 인한 것으로 확인 되었습니다.
히터와 온도 센서의 전기 저항은 예상 범위 내에서 유지되었으며, 변화는매우 미미했습니다.
| 테스트 전 | 테스트 후 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 블러프 바디가 없는 AVS701 측정 소자 | DUT 번호 | 히터 요소(Ω) | 온도 센서(Ω) | 히터 요소(Ω) | 온도 센서(Ω) |
| 1 | 313,1 | 425,9 | 314,3 | 428,2 | |
| 2 | 310,4 | 420.5 | 311,3 | 421,9 | |
| 3 | 309,1 | 423,1 | 310,0 | 426,1 | |
| 4 | 311,3 | 423,9 | 312,6 | 425,9 | |
| 5 | 311,4 | 419,3 | 312,3 | 421,9 |
| 블러프 바디가 있는 AVS701 측정 소자 | DUT 번호 | 히터 요소(Ω) | 온도 센서(Ω) | 히터 요소(Ω) | 온도 센서(Ω) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 319,3 | 429,4 | 320,6 | 434,5 | |
| 2 | 317,6 | 435,5 | 319.5 | 435,1 | |
| 3 | 323,1 | 439,7 | 325,1 | 443,4 | |
| 4 | 321,2 | 439,8 | 322,4 | 443,7 | |
| 5 | 321,9 | 444,4 | 322,6 | 447,3 |
표: 테스트 샘플 측정 결과
즉, 세라믹 소자와 스테인리스 스틸 하우징을 갖춘 AVS701 센서 헤드는, 염분이 많고 부식성이 강한 환경에 장기간 노출되어도 측정 기능이나 측정 소자의 손상 없이 안정적으로 작동할 수 있습니다.
장기 암모니아 테스트: 최대 20배 더 긴 사용 수명
비료 생산, 배기가스 처리, 동물 사육장의 공기, 특정 화학 공정 등에서 발생되는 암모니아는 각종 자재에 큰 난관이 됩니다. 암모니아에 대한 AVS701의 내구성을 평가하기 위해 E+E 테스트 실험실에서 암모니아 증기를 사용한 장기 테스트를 수행했습니다.
AVS701과 기존 측정 소자의 비교:
- 기존 측정 소자 5개와 AVS701 측정 소자 5개
- 25% 농도의 암모니아 수용액 상에서 대기 중 보관 및 작동
- 총 테스트 기간: 1,000시간
- 테스트 중 각 유형의 센서 3개에 전원을 공급하고 2개는 전원 없이 보관
- 테스트 전후에 측정된 히터 및 온도 센서의 저항값
전기적·광학적 시험 결과
기존의 측정 소자 5개는 모두 노출 후 심각한 손상을 보였습니다. 회로 단선이 발생하거나 저항 값의 큰 드리프트가 확인되었습니다. 이러한 고장은 약 300~600시간 사이에 발생했습니다. 반면, AVS701 측정 소자는 5개 모두 정상 작동이 유지되었으며, 현미경 검사에서도 부식 흔적은 관찰되지 않았습니다.
평균 고장 시간(MTTF)
관찰된 고장을 바탕으로 평균 고장 시간(MTTF)을 산출했습니다:
- 기존 측정 소자의 MTTF: 약 440시간
- AVS701 측정 소자의 MTTF: 약 9,400시간
이는 암모니아 노출 환경에서 AVS701이 기존 측정 소자보다 약 20배 높은 내구성을 갖는다는 것을 의미합니다. 화학적으로 공격적인 대기 환경에서 시스템을 운영하는 사용자에게 이는 다음과 같은 이점을 제공합니다:
- 측정 장비의 사용 수명 대폭 연장
- 부식으로 인한 예기치 않은 가동 중단 감소
- 일관된 측정 안정성으로 교체 주기 및 비용 절감
결론: 견고한 센싱의 가치
부식은 산업용 유량 측정에서 센서의 조기 고장의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 표준화된 염수 분무 테스트와 암모니아 증기를 이용한 내부 장기 테스트에서, AVS701은 보호 코팅이 적용된 세라믹 측정 소자와 스테인리스 스틸 센서 헤드가 이러한 자극을 안정적으로 견딜 수 있음을 입증했습니다.
이는 다음과 같은 장점을 의미합니다.
- 부식성 환경에서도 높은 측정 안정성 보장
- 보다 긴 유지보수 간격과 계획 가능한 가동 중단 시간
- 예비 부품 및 서비스 비용 절감
높은 측정 정확도, 넓은 풍속 및 온도 범위, 간편한 설치 기능과 결합된 AVS701은 신뢰성과 견고성이 최우선시되는 어플리케이션에 이상적인 풍속 센서입니다. AVS701 도입을 고려 중이시라면, E+E 센서 전문가가 맞춤 솔루션으로 지원해드리겠습니다.