Diaphram 종류 및 응용

가) 비금속 Diaphragm 응용

이상적인 비금속 Diaphragm 은 두께가 Zero이면서 다만 형상이 있는 막 으로서, 유한의 인장강성은 존재하며,

전단감성 및 굴곡성은 Zero인 것이다

실제 사용시는 얇은 고무판상으로 사용하거나 그 표면에 포를 입혀서 사용하며, 이때의 기포는 가압시 강도를

고무는 기밀을 유지하는 역할을 한다.

Diaphragm에 압력이 가해지면 Disc는 금속판이므로 그 면적에 작용된 압력은 곧 힘으로 나타나고 고무막 부분

에서는 팽창구를 형성하게 되며,이때 형성된 구로 인해 나타나는 힘은 구부를 중심으로부터 임의각 θ만큼 떨어

진 미소부분 dθ를 취했을때, dθ 1계의 응력 σ,구부 팽창각을 φ라고 하면 수직 방향으로 나타나는 미소 힘의 원주

방향으로 적산치가 발생된 힘이된다.

즉 힘 F는 다음과 같이 구해지며, 사용하는 Diapragm의 두께는 0.2∼0.3 mm 전후의 발신기용으로 부터, 3∼4 mm

전후의 Control Valve용 까지 이용된다.

나) 금속 Diaprhagm

금속 Diaphragm 이 기본적 성분은 비금속 Diaphragm에 비해 유한의 인장강성을 갖음과 동시에 전단성과 굴곡성

을 인정하고 있는점이 다르다. 금속 Diaphragm의 형상은 여러 가지가 있으며, 보강판부 Diaphragm 의 개략적

유효면적 Ae는 e = ? (D2 + Dd + d2)/ 12 이고, d/D는 일반적으로 ≒0.7 정도이다.

2중 Diaphragm은 금속 Diaphragm으로서 대표적인 차압　전송기의 수압 소자이다. 내부 구조는 원형 파상관 2매를

고주파 가열 또는 아크 용접시켜 기밀시킨 것으로 외경이 30∼50 mm, 판두께 0.1∼0.2 mm 정도이다.

감도를 높이기 위하여 두께를　 얇게하고 면적을 증대시키는 반면 그 만큼 압력에 따른 파손　및 왜곡이 쉽게되는 이유

로, Diaphragm 과 특성이 동일한 특성을 갖는 변형 정지판을 설치하여 변형정지판 사이공간에 Silicon oil을 충진시킨다. Silicon Oil의 역할은

① 비압축성이므로 압력전달 지연을 적게한다.
② 고주파 잡음에 대한 완충역할을 한다.
③ 순간과대 차압또는 압력발생시 고점성이므로 고압측에서 저압측으로 세공을 통한 Oil 이동시 시간지연을

줌으로서 파손을 방지한다.
④ 열팽창계수가 작으므로 온도에 의한 팽창오차를 감소시켜 준다

다)격막식 압력계

특수화학적, 물리적 성질을 갖는 측정유체가 직접 부르돈관 내부에 가해 졌을때 부식등 부르돈관에 손상이 발생

하는 경우 격막식을 사용한다.

격막식 Diaphragm의 사용이 필요한 유체로는

①부식성이 강한 유체

②고온도의 유체

③고점도의 유체

④고형 부유물 포함된 유체

⑤응고하기 쉬운 유체이다.

격막식 압력계는 건식과 습식으로 분류하고, 건식은 격막으로 부터 지시부까지 기계적인 Link 기구를 이용 사용

압력 변화에 따른 Diaphragm의 변위를 확대 지시하는 형이고, 습식은 Diaphragm의 압력 변화에 따르는 변위를

비압축성 액체로 전달, 부르돈 Tube에서 지시하도록한 형이다.

또한 건식 수압소자는 2중 Diaphragm을 사용하기도 한다.
습식에 있어서 사용봉입액 종류로는 물, 크리세린,에틸렌 크리세린,케로신 실리콘 오일,수은, 다이후로 오일등이다.
봉입액의 낙차는 격막부와 부르돈관과의 사이 수직 높이차와 봉입액밀도와의 곱으로써 이때 낙차값은 가하는 압력에

관계없이 Zero점 교정을 행하면 된다.

P' - P" = h . ρ