📌 질량 유량계(Mass Flow Meter) 가이드: 작동 원리, 종류, 장단점!
공정 현장에서 유체의 ‘정확한 질량’을 알아야 할 때가 많습니다. 질량 유량계는 온도·압력 변화에도 흔들리지 않는 데이터를 제공해 민감한 공정에 많이 사용하고 있습니다.
아래 내용을 참고해 🧐 질량 유량계를 완벽히 이해해 보시길 바랍니다!
📑 목차

1️⃣ 유량계 기본 개념
유량(Flow Rate)은 “단위 시간당 흐르는 양”을 뜻합니다.
물 1분에 3 ℓ가 나오면 3 ℓ/min, 공기가 1시간에 100 kg 흐르면 100 kg/h인 셈이죠.
기존의 부피 유량계는 온도·압력으로 부피가 달라져 보정이 필수지만,
질량은 환경이 바뀌어도 일정하기 때문에
질량 유량계(Mass Flow Meter)로 직접 측정하면 공정을 더 정밀하게 제어할 수 있습니다.
“부피는 늘었다 줄었다 하지만 질량은 변함없다.” — 공정 엔지니어 속담
✅ 핵심 정리
• 부피 ↔ 온도·압력 의존적
• 질량 ↔ 온도·압력 무관
• 정확한 배합·연소·반응식엔 질량 기준이 필수
2️⃣ 작동 원리
✔️ 코리올리 원리
코리올리 질량 유량계는 진동하는 튜브에서 유체가 흐를 때 생기는 비틀림(위상 차)을 측정합니다.
1. 진동기(Vibrator)가 튜브를 공진 주파수로 흔듭니다.
2. 유체가 들어오면 코리올리 힘이 발생해
유입·유출 측의 속도가 다르게 흔들립니다.
3. 센서가 앞뒤 시간차를 μs(마이크로초) 단위로 포착해
질량 유량·밀도를 계산합니다.
📌 비유
물을 채운 호스를 좌우로 흔들면 물 때문에 호스가 뒤틀리는 현상과 유사합니다.
✔️ 열식 원리
열식 질량 유량계는 가열소자에서
“얼마나 빨리 열이 빼앗기는지”를 측정합니다.
1. 히터가 파이프 내부를 살짝 가열합니다.
2. 기체가 흐르며 열을 운반하면 소모 전력이 변합니다.
3. 전력 변화 ⇨ 열 손실 ⇨ 질량 유량으로 환산됩니다.
📌 비유
겨울 바람이 강할수록 손이 금세 시려지는 것과 같은 원리입니다.

3️⃣ 질량 유량계 종류
질량 유량계는 작동 원리와 측정 대상에 따라 다음과 같이 구분됩니다. 각각의 특징과 적용 분야를 표로 정리했습니다.
분류 | 측정 대상 | 정밀도 | 특징 | 대표 적용 분야 |
---|---|---|---|---|
코리올리형 | 액체 + 기체 | ±0.1% | 질량·밀도 동시 측정 가능, 고정밀 | 석유화학, 식품, 제약, LNG |
열식형 | 기체 전용 | ±1% | 소형, 경제적, 저압 가스 측정 특화 | 반도체 N₂ 공급, 바이오가스, 공기 측정 |
진동 튜브형 | 초소량 유체 (μL/min) | ±0.2% | 극소유량 측정, 고감도 | 분석기기, 의료기기(HPLC, 정량주입 등) |
✅ 선택 팁 🛠️
• 고정밀 액체·기체를 측정해야 한다면 → 코리올리형
• 경제적인 가스 계측이 목적이라면 → 열식형
• μL 단위의 소량 측정이 필요하다면 → 진동 튜브형
4️⃣ 주요 구성 요소
✔️ 진동 튜브(Vibrating Tube)
유체가 흐르는 길이자 센서 역할을 겸함.
• 형태 : U자형 / 스트레이트형
• 소재 : SS316L, Hastelloy C-22, Duplex Steel (부식·온도 따라 선택)
• 압력 손실·내식성·세척 용이성 모두 고려해야 합니다.
✔️ 센서 & 변환기(Transmitter)
• 변위 & 위상차 센서 → μs 해상도로 비틀림 감지
• 변환기 → 4-20 mA, HART, Modbus 등으로 질량·밀도·온도 출력
• 자가진단, 오류 로그, 원격 캘리브레이션 기능이 최신 트렌드입니다.
✔️ 하우징 & 보호 등급
• IP67↑ 방수·방진
• 방폭 Ex d / Ex ia 인증 필수 (위험물, 가연성 가스 공정)
• 해양·야외 라인은 염분·자외선 차폐 코팅 권장
5️⃣ 설치 조건 & 주의사항
✔️ 설치 조건
• 직관부 필요 없음 → 공간 제약에 유리
• 액체 : U자 튜브 아래로, 기체 : 위로 향하도록 설치
• 펌프·모터 진동이 있을 경우 방진 패드·플렉시블 커넥터 사용
• 액체 라인은 드레인 밸브를 가장 낮은 위치에 두어 유지보수 편의성 확보
✔️ 주의사항
• 슬러리·점성이 높은 액체 → 튜브 막힘·정확도 저하 우려
• 극저온(−200 ℃), 고온(>200 ℃)·고압 사용 시 소재·실링 재질 확인
• 외부 기계 충격 금지 → 튜브 변형 시 교정 불능
• 주기적 캘리브레이션으로 ±0.1 % 정확도 유지

6️⃣ 장단점 비교
✔️ 코리올리 질량 유량계
장점 🌟
• 온도·압력 변화 영향 최소
• 부피, 밀도, 농도(브릭스) 동시 측정
• 액체·기체·슬러리 모두 사용 가능
단점 ⚠️
• 고가, 대구경은 무겁고 설치 난이도↑
• 외부 진동 민감, 현장 견고한 지지대 필요
✔️ 열식 질량 유량계
장점 🌟
• 경제적, 소형화 용이
• 가스 전용 라인 정밀 모니터링 탁월
단점 ⚠️
• 액체 측정 불가, 온·압 변화 민감
• 먼지·이물질 쌓이면 히터 오염 → 교정 빈도↑
7️⃣ 마치며
지금까지 질량 유량계의 기본 개념부터 원리, 구성, 설치, 장단점까지 전반을 살펴보았습니다.
코리올리형은 고정밀·다목적, 열식형은 경제적·가스 특화 특성을 가지므로, 유체 종류·정밀도·예산·공간을 모두 고려해 최적의 모델을 선택하시길 바랍니다.
본 글은 에머슨, 엔드레스하우저 등 제조사의 기술 가이드를 종합·정리했습니다.
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