KR100780819B1 - Ultrasonic level measurement device - Google Patents

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KR100780819B1
KR100780819B1 KR1020070045630A KR20070045630A KR100780819B1 KR 100780819 B1 KR100780819 B1 KR 100780819B1 KR 1020070045630 A KR1020070045630 A KR 1020070045630A KR 20070045630 A KR20070045630 A KR 20070045630A KR 100780819 B1 KR100780819 B1 KR 100780819B1
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황상윤
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(주)씨엠엔텍
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Abstract

A device for measuring water level using ultrasonic wave is provided to easily and inexpensively fabricate the device by being configured to measure water level in a storage tank using a transmission member. A device for measuring water level using ultrasonic wave includes a storage tank(10), an ultrasonic vibrator(30), a transmission member(20), and a controller(60). The storage tank stores a fluid. The ultrasonic vibrator is installed on the outer wall of the storage tank and sends and receives ultrasonic waves. The transmission member to measure propagation velocity of ultrasonic waves in the fluid in the storage tank is installed on the inner wall of the storage tank and transmits ultrasonic waves sent from the ultrasonic vibrator. The controller is electrically connected with the ultrasonic vibrator to control the ultrasonic vibrator sending and receiving the ultrasonic waves.

Description

초음파 수위측정장치 {Ultrasonic level measurement device} Ultrasonic Level Measurement Device

도 1은 종래의 수위측정장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional water level measuring device.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수위측정장치의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic level measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3는 본 발명에서 초음파가 진행되는 경로를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.3 is a schematic diagram for explaining a path in which ultrasonic waves proceed in the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 수위측정장치의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic level measurement apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 수위측정장치의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic level measurement apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 수위측정장치의 개략적인 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic level measurement apparatus according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1...저장탱크 2...측정챔버1.Storage tank 2 ... Measuring chamber

3...초음파 발신기 4...온도센서3 ... ultrasonic transmitter 4 ... temperature sensor

5...컨트롤러 9...수위측정장치5 ... Controller 9 ... Water level measuring device

f...유체 P...초음파f ... fluid P ... ultrasonic wave

100...초음파 수위측정장치 10...저장탱크100 ... Ultrasonic water level measuring device 10 ... Storage tank

11...주입부 12...내측벽11 Injection ... 12 Inner wall

13...상단부 14...수용부13 ... top 14 ... receiving

15...외측벽 16...하단부15 ... outer wall 16 ... lower part

20...전달부재 21...상단면20.Transmitting member 21 ... Top section

22...하단면 23...케이스22.Bottom 23.Case

24...덮개 25...하측벽24 ... cover 25 ... lower wall

26...하단벽 27...충전부26.Lower wall 27 ... Charging part

28...볼트 30, 30'...초음파 진동자28 ... Volt 30, 30 '... ultrasonic oscillator

40...결합부재 50...자석40 ... coupling member 50 ... magnet

60...컨트롤러 F, F'...유체60 Controller F, F '... Fluid

S...유체 표면 A...공기S ... Fluid surface A ... Air

P0, P1, P2, P3 ...초음파 R0, R1, R2...반사파P 0 , P 1 , P 2 , P 3 ... Ultrasound R 0 , R 1 , R 2 ...

L1...전달부재의 길이 H...수위L 1 ... length of transmission member H ... water level

t0...상쇄시간 t1...제1소요시간t 0 ... offset time t 1 ... first travel time

t2...제2소요시간t 2 ... 2nd time required

본 발명은 저장탱크 내에 저장된 유체의 수위를 측정하는 초음파 수위측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파 진동자를 이용하여, 저장탱크 외부에서 저장탱크 내의 수위를 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic level measuring apparatus for measuring the level of fluid stored in a storage tank, and more particularly, to an apparatus capable of measuring the level in a storage tank outside the storage tank by using an ultrasonic vibrator.

화력발전소나 제철소 등은 시설물을 가동하기 위하여 많은 양의 연료를 필요로 하며, 따라서 연료를 저장하기 위한 대규모의 저장탱크가 설치되어 있다. 이러한 저장탱크에 저장되어 있는 연료의 양을 정확하게 측정하는 것이 필요한데, 이를 위하여 종래에는 수위측정장치가 이용되었다. Thermal power plants and steel mills require large amounts of fuel to operate their facilities, so large storage tanks are installed to store fuel. It is necessary to accurately measure the amount of fuel stored in such a storage tank, and for this purpose, a water level measuring device is conventionally used.

종래의 수위측정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 유체(f)를 저장하는 저장탱크(1)와, 저장탱크(1)에 저장되어 있는 유체(f)가 유입되도록 구성되어 저장탱크(1) 내의 수위(H)와 동일하도록 구성된 측정챔버(2)를 구비한다. 이 측정챔버(2)의 측면에는 유체(f)의 온도를 측정할 수 있도록 복수의 온도센서(4)가 부착된다. 측정챔버(2) 하단부에 설치된 초음파 진동자(3)자에서 상방향으로 초음파(P)를 발신하고, 발신된 초음파(P)가 측정챔버(2) 내에 있는 유체의 표면(S)에서 반사되어 다시 초음파 진동자(3)에서 수신되기까지 걸리는 소요시간을 측정한다. 이렇게 구하여진 소요시간과 유체(f) 내에서의 초음파의 전파속도를 곱하여 수위(H)를 측정하였다.As shown in FIG. 1, the conventional water level measuring device is configured to allow the storage tank 1 for storing the fluid f and the fluid f stored in the storage tank 1 to flow therein. Is provided with a measuring chamber 2 configured to be equal to the water level H in FIG. A plurality of temperature sensors 4 are attached to the side of the measurement chamber 2 so as to measure the temperature of the fluid f. The ultrasonic wave P is transmitted upward from the ultrasonic vibrator 3 installed at the lower end of the measuring chamber 2, and the transmitted ultrasonic wave P is reflected from the surface S of the fluid in the measuring chamber 2 and is again. The time required to receive the ultrasonic vibrator 3 is measured. The water level (H) was measured by multiplying the required time and the propagation velocity of the ultrasonic wave in the fluid (f).

앞서 검토한 것처럼 수위(H)가 전파속도와 소요시간의 곱으로 구하여지므로, 수위를 정확히 측정하기 위해서는 정확한 전파속도를 구하여야 하는데, 유체 내에서의 초음파의 전파속도가 유체의 온도에 따라 변화하므로, 유체 내의 온도를 정확히 측정해야 한다. 종래에는 온도측정을 위하여 저장탱크(1) 측면에 별도의 측정 챔버(2)를 구비하고, 측정챔버(2)의 측면에 복수의 온도센서(4)를 설치하여서 저장탱크(1) 내의 유체의 온도를 측정하였다.As discussed above, the water level (H) is obtained by multiplying the propagation speed by the required time. Therefore, in order to accurately measure the water level, an accurate propagation speed must be obtained. Since the propagation speed of the ultrasonic wave in the fluid varies with the fluid temperature, The temperature in the fluid must be measured accurately. Conventionally, a separate measuring chamber (2) is provided on the side of the storage tank (1) for temperature measurement, and a plurality of temperature sensors (4) are provided on the side of the measuring chamber (2). The temperature was measured.

하지만 이러한 방식을 사용하는 경우, 온도측정을 위하여 저장탱크(1)에 연결되는 측정챔버(2)를 별도로 설치되고, 복수의 온도센서(4)를 구비하여야 하므로, 수위측정장치(9)의 구조가 복잡해지게 되고, 그에 따라서 제작이 어려워지며 비용도 증가하는 문제점이 있었다.However, when using this method, the measurement chamber (2) connected to the storage tank (1) for the temperature measurement must be provided separately, and a plurality of temperature sensors (4), so the structure of the water level measuring device (9) Has become complicated, accordingly, the production is difficult and the cost increases.

또한, 온도센서(4)가 유체(f)와 직접 접촉되어 온도가 측정되는 것이 아니라, 온도센서(4)가 부착된 측정챔버(2) 측면의 온도를 측정하므로, 측정챔버(2)와 유체(f) 사이에 열전달이 충분히 이루어져 두 개의 온도가 동일한 경우가 아니라면 정확한 온도측정이 불가능하다. 게다가 측정챔버(2)와 유체(f) 사이에 열전달이 충분히 이루어지는 경우에는, 측정챔버(2)를 통하여 측정챔버(2) 내에 있는 유체(f)의 열에너지가 이동하게 된다. 따라서 측정챔버(2) 내의 유체(f)의 온도와 저장탱크(1) 내의 유체(f)의 온도가 상이해지므로, 측정챔버(2)에 설치된 온도센서(4)로 측정된 온도와, 실제 저장탱크(1) 내의 유체(f)의 온도가 서로 다르게 된다. 즉, 저장탱크(1) 내에 있는 유체(f)의 온도가 정확하게 측정되지 못하므로, 초음파의 전파속도를 정확하게 구할 수 없게 되며, 이에 따라 수위도 정확하게 측정할 수 없게 되는 문제점이 있었다. In addition, since the temperature sensor 4 is not in direct contact with the fluid f to measure the temperature, the temperature of the side of the measurement chamber 2 to which the temperature sensor 4 is attached is measured, so that the measurement chamber 2 and the fluid are measured. Accurate temperature measurement is not possible unless the two temperatures are identical because of sufficient heat transfer between (f). In addition, when sufficient heat transfer is made between the measurement chamber 2 and the fluid f, the heat energy of the fluid f in the measurement chamber 2 is moved through the measurement chamber 2. Therefore, since the temperature of the fluid f in the measurement chamber 2 and the temperature of the fluid f in the storage tank 1 are different, the temperature measured by the temperature sensor 4 installed in the measurement chamber 2, The temperature of the fluid f in the storage tank 1 is different. That is, since the temperature of the fluid f in the storage tank 1 is not accurately measured, the propagation speed of the ultrasonic waves cannot be accurately obtained, and thus there is a problem that the water level cannot be accurately measured.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 구성이 간단하여 용이하게 제작이 가능하고, 정확성을 보장할 수 있으며 경제적 인 초음파 수위측정장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic level measurement apparatus which is simple in construction and easy to manufacture, guarantees accuracy and is economical.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 수위측정장치는, 유체가 저장되는 저장탱크와, 상기 저장탱크 외측벽에 설치되며 초음파를 발신 및 수신하는 초음파 진동자와, 상기 저장탱크의 내의 유체에서 초음파의 전파속도를 측정하기 위한 것으로서, 상기 초음파 진동자에서 발신된 초음파가 전달되도록 상기 저장탱크의 내측벽에 설치되는 전달부재와, 상기 초음파 진동자와 전기적으로 연결되어, 상기 초음파 진동자가 초음파를 발신 및 수신하도록 제어하는 컨트롤러를 구비하며, In order to achieve the above object, the ultrasonic level measuring apparatus according to the present invention includes a storage tank in which a fluid is stored, an ultrasonic vibrator installed on an outer wall of the storage tank and transmitting and receiving ultrasonic waves, and ultrasonic waves in a fluid in the storage tank. In order to measure the propagation speed of the, the transmission member is installed on the inner wall of the storage tank so that the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator, and electrically connected to the ultrasonic vibrator, the ultrasonic vibrator transmits and receives ultrasonic waves It has a controller to control to

상기 초음파 진동자에서 발신된 초음파가 상기 전달부재를 통해 전달된 후 이 전달부재의 상단면에서 반사되어 다시 상기 전달부재를 통해 상기 초음파 진동자에 수신되는 과정을 이용하여 초음파의 유체 내 전파속도를 측정하는 것을 특징으로 한다.After the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator is transmitted through the transmitting member, the ultrasonic wave is reflected from the upper surface of the transmitting member, and is then measured by the ultrasonic vibrator through the transmitting member to measure the propagation velocity of the ultrasonic wave in the fluid. It is characterized by.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 따른 초음파 수위측정장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an ultrasonic level measurement apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수위측정장치의 개략적인 단면도이며, 도 3는 본 발명에서 초음파가 진행되는 경로를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.2 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic level measurement apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram for explaining the path of the ultrasonic wave in the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 초음파 수위측정장치(100)는 저장탱크(10)와, 전달부재(20)와, 초음파 진동자(30)와, 컨트롤러(60)를 구비한다.2 and 3, the ultrasonic level measurement apparatus 100 according to the present embodiment includes a storage tank 10, a transmission member 20, an ultrasonic vibrator 30, and a controller 60. .

저장탱크(10)는 고압을 견딜 수 있으며, 저장되는 유체(F)와 화학반응을 일으키지 않는 금속재질로 만들어진다. 저장탱크(10)는 직육면체 형상으로, 그 내부에 유체(F)가 저장될 수 있는 수용부(14)가 형성되어 있다. 또한 이 저장탱크(10)의 상단부(13)에는 저장탱크(10)의 수용부(14)로 유체(F)를 주입할 수 있는 주입부(11)가 형성되어 있다. 주입부(11)는 저장탱크(10) 내부가 고압을 유지할 수 있도록 밀폐되어 있다. 저장탱크(10)의 하단부(16)는 수평하게 형성되어 있다.The storage tank 10 is made of a metal material that can withstand high pressure and does not cause a chemical reaction with the fluid F to be stored. The storage tank 10 has a rectangular parallelepiped shape, and a receiving portion 14 in which the fluid F is stored is formed therein. In addition, an upper end portion 13 of the storage tank 10 is formed with an injection portion 11 through which the fluid F can be injected into the accommodation portion 14 of the storage tank 10. The injection part 11 is sealed to maintain the high pressure inside the storage tank 10. The lower end 16 of the storage tank 10 is formed horizontally.

초음파 진동자(30)는 저장탱크(10)의 외측벽(15)에 설치되어, 유체(F)를 향하여 초음파(P)를 수직하게 발신한다. 초음파 진동자(30)는 초음파(P)를 발신할 뿐 아니라 역으로 초음파 진동자(30)로 전달되는 초음파(P)를 수신할 수 있는 공지의 부재로서, 예컨대 등록번호 제0169091호의 등록특허공보에 개시된 초음파 진동자 등 다양한 방식의 초음파 진동자가 사용될 수 있다. The ultrasonic vibrator 30 is installed on the outer wall 15 of the storage tank 10, and transmits the ultrasonic waves P vertically toward the fluid F. The ultrasonic vibrator 30 is a well-known member which not only transmits the ultrasonic wave P but also receives the ultrasonic wave P transmitted to the ultrasonic vibrator 30, and is disclosed, for example, in the registered patent publication No. 0169091. Ultrasonic vibrators of various methods such as ultrasonic vibrators may be used.

초음파 진동자(30)의 외주면에는 자석(50)이 결합된다. 자석(50)은 후술하는 결합부재(40)와의 사이에서 자기력을 발생한다. 자석(50)은 고리형으로 형성되어 초음파 진동자(30)의 외주면에 끼워져 결합된다. 또한 자석(50)은 초음파 진동자(30)에 끼워진 상태로 저장탱크(10)의 외측벽(15)에 자기력에 의해 부착된다. The magnet 50 is coupled to the outer circumferential surface of the ultrasonic vibrator 30. The magnet 50 generates a magnetic force between the coupling member 40 to be described later. The magnet 50 is formed in an annular shape and fitted to the outer circumferential surface of the ultrasonic vibrator 30. In addition, the magnet 50 is attached to the outer wall 15 of the storage tank 10 by a magnetic force while being fitted to the ultrasonic vibrator 30.

전달부재(20)는 초음파(P)가 전달되는 매질로서, 초음파 진동자(30)에서 발신된 초음파(P)를 상방향으로 전달한다. 전달부재(20)는 전달부재(20)의 상측면(21)에서 반사되어 역으로 진행하는 반사파(R1) 및 유체 표면(S)에서 반사되어 역으로 진행하는 반사파(R2)를 하방향으로 전달한다. 전달부재(20)의 열팽창계수와, 전달부재(20) 내에서 온도에 따른 초음파의 전파속도는 사전에 실험을 통하여 구하거나, 기존에 알려져 있는 물질로 구성되며, 이는 전달부재(20)를 이용하여 유체(F)의 온도를 측정하기 위한 것으로 후에 상세히 설명하기로 한다. 전달부재(20)는 원형의 봉 형상으로 일방향으로 길게 형성되며, 저장탱크(10) 내측벽(12)에 설치된다. 또한, 전달부재(20)는 수심방향과 동일하게 수직하게 배치된다. 초음파 진동자(30)에서 발신된 초음파(P)가 저장탱크(10)의 하단부(16)를 통해 전달부재(20)로 전달될 때, 전달되는 초음파(P) 간의 위상차가 발생하지 않도록, 전달부재(20)의 하단면(22)은 저장탱크(10)의 하단부(16)에 대응되도록 수평하게 형성된다. 또한, 전달부재(20)를 통해 전달된 초음파는 그 상단면(21)에서 유체(F)로 전달되는데, 유체(F) 내로 전달되는 초음파 간의 위상차가 발생하지 않도록, 전달부재(20)의 상단면(21)은 수평하게 형성된다. 즉, 초음파 진동자의 발사면과 저장탱크(10)의 하단부(16)와 전달부재(20)의 양단면(21, 22)은 모두 나란하며 수평으로 배치된다. The transmission member 20 is a medium in which the ultrasonic waves P are transmitted, and transmits the ultrasonic waves P transmitted from the ultrasonic vibrator 30 in the upward direction. The transmission member 20 reflects the reflected wave R 1 reflected from the upper surface 21 of the transfer member 20 in the reverse direction and the reflected wave R 2 reflected from the fluid surface S in the reverse direction. To pass. The thermal expansion coefficient of the transmission member 20 and the propagation speed of the ultrasonic wave in accordance with the temperature in the transmission member 20 are obtained through experiments in advance, or are made of a known material, which uses the transmission member 20. By measuring the temperature of the fluid (F) will be described in detail later. The transmission member 20 is formed in a circular rod shape in one direction and is long and is installed on the inner wall 12 of the storage tank 10. In addition, the transmission member 20 is disposed perpendicularly to the water depth direction. When the ultrasonic wave P transmitted from the ultrasonic vibrator 30 is transmitted to the transfer member 20 through the lower end 16 of the storage tank 10, the transfer member does not occur so that a phase difference between the ultrasonic waves P is not generated. The lower surface 22 of the 20 is formed horizontally to correspond to the lower portion 16 of the storage tank 10. In addition, the ultrasonic wave transmitted through the transmission member 20 is transmitted from the upper surface 21 to the fluid F, so that the phase difference between the ultrasonic waves transmitted into the fluid F does not occur, the upper end of the transmission member 20 The surface 21 is formed horizontally. That is, the launch surface of the ultrasonic vibrator, the lower end portion 16 of the storage tank 10 and both end surfaces 21, 22 of the transmission member 20 are all arranged side by side and horizontally.

전달부재(20) 하단의 외주면에는 결합부재(40)가 결합된다. 결합부재(40)는 자석(50)과의 사이에서 자기력을 발생하도록 금속재질로 만들어진다. 결합부재(40)는 고리형으로 형성되어 전달부재(20)에 끼워져 결합된다. 결합부재(40)는 자석(50)과 마주하도록 저장탱크(10)의 내측벽(12)에 배치되며, 자석(50)과의 관계에서 발생되는 자기력에 의하여 저장탱크(10) 내측벽(12)에 고정됨으로써, 전달부재(20)를 저장탱크(10) 내측벽(12)에 고정시킨다.Coupling member 40 is coupled to the outer peripheral surface of the lower end of the transmission member (20). Coupling member 40 is made of a metal material to generate a magnetic force between the magnet 50. Coupling member 40 is formed in a ring shape is coupled to the transmission member 20 is coupled. Coupling member 40 is disposed on the inner wall 12 of the storage tank 10 to face the magnet 50, the inner wall 12 of the storage tank 10 by the magnetic force generated in relation to the magnet 50 ), Thereby fixing the transfer member 20 to the inner wall 12 of the storage tank 10.

컨트롤러(60)는 저장탱크(10)의 외부에 배치되며, 초음파 진동자(30)와 전기 적으로 연결되어 있다. 컨트롤러(60)는 초음파 진동자(30)가 초음파를 발신하도록 하는 발신신호를 초음파 진동자(30)로 보내며, 초음파가 초음파 진동자(30)로 수신되면 초음파 진동자(30)로부터 초음파가 수신되었음을 알리는 수신신호를 전달받는다. 컨트롤러(60)는 초음파 진동자(30)로부터 수신신호를 받아서, 초음파(P)가 발신된 시점(Q)으로부터 발신된 초음파(P)가 저장탱크(10)의 내측벽(12)에서 반사되어 초음파 진동자(30)로 수신되는 시점까지 소요되는 상쇄시간(t0)과, 초음파(P)가 발신된 시점(Q)으로부터 발신된 초음파(P)가 전달부재(20)의 상단면(21)에서 반사되고, 이 반사파(R1)가 초음파 진동자(30)로 수신되는 시점까지 소요되는 제1소요시간(t1)과, 초음파(P)가 발신된 시점(Q)으로부터 발신된 초음파(P)가 유체(F)의 표면(S)에서 반사되고, 이 반사파(R2)가 초음파 진동자(30)로 수신되는 시점까지 소요되는 제2소요시간(t2)을 측정한다. 컨트롤러(60)는 위에서 측정되는 소요시간(t0, t1, t2)들을 이용하여 수위(H)를 측정하며 그 연산과정에 대하여는 뒤에서 상세하게 설명하기로 한다.The controller 60 is disposed outside the storage tank 10 and is electrically connected to the ultrasonic vibrator 30. The controller 60 transmits an outgoing signal for the ultrasonic vibrator 30 to transmit ultrasonic waves to the ultrasonic vibrator 30. Received. The controller 60 receives the received signal from the ultrasonic vibrator 30, the ultrasonic wave P transmitted from the time point Q at which the ultrasonic wave P is transmitted is reflected from the inner wall 12 of the storage tank 10, and the ultrasonic wave is reflected. The offset time t 0 required to be received by the vibrator 30 and the ultrasonic wave P transmitted from the time point Q at which the ultrasonic wave P is transmitted are at the upper surface 21 of the transmission member 20. Ultrasonic wave P transmitted from the first time time t 1 , which is reflected and takes time until the reflected wave R 1 is received by the ultrasonic vibrator 30, and the time point Q at which the ultrasonic wave P is transmitted. is reflected by the surface of the fluid (F) (S), and a reflected wave (R 2) measures the second time (t 2) spent after the time point of reception to the ultrasonic transducer (30). The controller 60 measures the water level H using the time t 0 , t 1 , t 2 measured above, and the operation thereof will be described in detail later.

위와 같이 구성된 초음파 수위측정장치(100)로 유체(F)의 수위(H)를 측정하는 원리를 살펴보기로 한다.The principle of measuring the water level (H) of the fluid (F) with the ultrasonic level measuring apparatus 100 configured as described above will be described.

컨트롤러(60)에서 발신신호를 초음파 진동자(30)로 인가하면, 초음파 진동자(30)가 초음파(P)를 상방향으로 발신한다. 발신된 초음파(P)는 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 저장탱크(10)의 하단부(16)을 통하여 상향방으로 진행한다. 저장 탱크(10)의 하단부(16)와 전달부재(20)가 서로 상이한 매질이므로 저장탱크의 내측벽(12)에서 반사가 일어나게 된다. 그에 따라서 상방향으로 진행하던 초음파(P0)의 일부(R0)는 저장탱크(10)의 내측벽(12)에서 반사되며, 이 반사파(R0)는 저장탱크(10) 하단부(16)을 통해 하방향으로 전달되어 초음파 진동자(30)에서 수신되고 , 나머지 초음파(P1)는 전달부재(20)로 전달된다. 전달부재(20) 내로 전달된 초음파(P1)는 상방향으로 진행하고, 전달부재(20)의 상단면(21)에서 전달부재(20)와 유체(F)의 매질 차이에 따른 반사가 일어나게 된다. 그에 따라서 전달부재(20) 내를 진행하던 초음파(P1) 중, 일부(R1)는 반사되고 나머지 초음파(P2)는 유체(F)로 전달된다. 반사되는 제1반사파(R1)는 전달부재(20)를 통하여 하방향으로 진행하여 저장탱크(10)의 하단부(16)을 거쳐 초음파 수신기(30)에 수신된다. 유체(F)로 전달된 초음파(P2)는 상방향, 즉 유체 표면(S)과 수직인 방향으로 진행하고, 유체 표면(S)에서 유체(F)와 공기(A)의 매질 차이에 따른 반사가 일어나게 된다. 그에 따라서 유체(F) 내를 진행하던 초음파(P2) 중, 일부(R2)는 반사되고 나머지 초음파(P3)는 공기(A)로 전달된다. 반사되는 제2반사파(R2)는 유체(F)를 통하여 하방향으로 진행하여 전달부재(20)와 저장탱크(10)의 하단부(16)를 거쳐서 초음파 진동자(30)로 수신된다. 초음파가 발사된 후 시간이 경과함에 따라, 앞서 언급한 각각의 반사파(R0, R1, R2)가 초음파 진동자(30)로 수신되면, 초음파 진동자(30)는 각각의 반사 파(R0, R1, R2)를 수신한 즉시 수신신호를 컨트롤러(60)로 전송하고, 컨트롤러(60)는 이 수신신호를 이용하여 상쇄시간(t0)과, 제1소요시간(t1)과, 제2소요시간(t2)을 측정한다.When the outgoing signal is applied to the ultrasonic vibrator 30 by the controller 60, the ultrasonic vibrator 30 transmits the ultrasonic waves P upward. The transmitted ultrasound P proceeds upward through the lower end 16 of the storage tank 10, as shown in FIG. Since the lower end 16 of the storage tank 10 and the delivery member 20 are different media, reflection occurs at the inner wall 12 of the storage tank. Accordingly, the portion R 0 of the ultrasonic wave P 0 traveling upward is reflected by the inner wall 12 of the storage tank 10, and the reflected wave R 0 is reflected on the lower end 16 of the storage tank 10. It is transmitted downward through the received from the ultrasonic vibrator 30, the remaining ultrasonic wave (P 1 ) is transmitted to the transmission member (20). The ultrasonic wave P 1 transmitted into the transmission member 20 proceeds upward, and the reflection of the ultrasonic wave P 1 on the upper surface 21 of the transmission member 20 is caused by the difference in the medium between the transmission member 20 and the fluid F. do. Accordingly, among the ultrasonic waves P 1 which have traveled in the transmission member 20, a part R 1 is reflected and the remaining ultrasonic waves P 2 are delivered to the fluid F. The reflected first reflection wave R 1 travels downward through the transmission member 20 and is received by the ultrasonic receiver 30 via the lower end 16 of the storage tank 10. The ultrasonic waves P 2 transmitted to the fluid F proceed upwards, ie, in a direction perpendicular to the fluid surface S, depending on the difference between the medium of the fluid F and the air A at the fluid surface S. Reflections will occur. Accordingly, of the ultrasonic waves P 2 which have traveled in the fluid F, part R 2 is reflected and the remaining ultrasonic waves P 3 are delivered to the air A. The reflected second reflection wave R 2 travels downward through the fluid F and is received by the ultrasonic vibrator 30 via the transmission member 20 and the lower end 16 of the storage tank 10. As time elapses after the ultrasonic wave is emitted, when each of the aforementioned reflected waves R 0 , R 1 , and R 2 is received by the ultrasonic vibrator 30, the ultrasonic vibrator 30 receives each reflected wave R 0. , R 1 , R 2 ) immediately transmits the received signal to the controller 60, and the controller 60 uses the received signal to cancel the offset time t 0 , the first required time t 1 , , And measures the second time required t 2 .

한편, 유체(F)의 수위(H)는 전달부재(20)의 길이(L1)와 전달부재(20)의 상단면(21)에서부터 유체 표면(S)까지의 길이(L2)를 합하여 구할 수 있다. 온도 T 에서 전달부재(20)의 길이(L1)는, 전달부재(20)의 특정온도 T0 에서의 길이를 L0 라 하고, 전달부재(20)의 열팽창계수를 α라 할 때, On the other hand, the water level (H) of the fluid (F) by adding the length (L 1 ) of the transfer member 20 and the length (L 2 ) from the top surface 21 of the transfer member 20 to the fluid surface (S). You can get it. The length L 1 of the transmission member 20 at the temperature T is defined as L 0 at the specific temperature T 0 of the transmission member 20 and the coefficient of thermal expansion of the transmission member 20 is α,

L1 = L0 × [ 1 + α(T - T0 ) ] 로 구하여 지며, 전달부재(20)의 상단면(21)에서부터 유체 표면(S)까지의 길이(L2)는, 온도가 T 인 유체(F) 내에서의 초음파의 전파속도를 V라 할 때, L2 = V × [제2소요시간(t2) - 제1소요시간(t1)]÷2 로 구하여 진다.L 1 = L 0 × [1 + α (T − T 0 )], and the length L 2 from the top surface 21 of the transfer member 20 to the fluid surface S is defined as T 2 . When the propagation velocity of the ultrasonic waves in the phosphorus fluid F is V, L 2 = V × [the second time required t 2 -the first time required t 1 ) ÷ 2.

따라서 전달부재(20)의 온도와 유체(F)의 온도를 알면 유체의 수위(H)를 측정할 수 있는데, 전달부재(20)와 유체(F)는 서로 접하여 있으므로, 열적 평형상태라 할 수 있고, 따라서 두 개(20, F)의 온도가 동일하다고 할 수 있으므로, 전달부재(20)의 온도 T를 구하면 유체(F)의 수위(H)를 구할 수 있게 된다. 이하 전달부재(20)의 온도 T를 구하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.Therefore, knowing the temperature of the transfer member 20 and the temperature of the fluid (F) can measure the water level (H) of the fluid, the transfer member 20 and the fluid (F) is in contact with each other, it can be said that the thermal equilibrium state Therefore, since the temperature of the two (20, F) can be said to be the same, it is possible to obtain the water level (H) of the fluid (F) by obtaining the temperature T of the transmission member (20). Hereinafter, a method of obtaining a temperature T of the transfer member 20 will be described.

컨트롤러(60)는 전달부재(20)의 길이(L1)의 두 배를 초음파가 전달부재(20) 내를 진행하는 시간, 즉 제1소요시간(t1)에서 상쇄시간(t0)을 뺀 시간으로 나누어서 전달부재(20) 내를 진행하는 초음파의 전파속도를 산출한다. 이때 전달부재(20)의 길이(L1)는, 전달부재(20)가 열팽창을 하므로 온도 T에 따라 달라질 수 있으나, 온도 T의 변화가 크지 않은 경우에는 특정온도 T0에서의 길이 L0와 동일하다고 생각할 수 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이 전달부재(20)의 온도 T에 따른 음파전달속도는 실험을 통하여 알고 있으므로, 위에서 구한 전파속도를 이용하여 역으로 전달부재(20)의 온도 T를 구할 수 있게 된다. Controller 60 is ultrasound delivery member 20 hours, that is, the first take offset in time (t 1) the time (t 0), which proceeds in the twice the length (L 1) of the transmission member (20) By dividing by the subtracted time to calculate the propagation speed of the ultrasonic wave propagating in the delivery member 20. In this case, the length L 1 of the transmission member 20 may vary depending on the temperature T because the transmission member 20 is thermally expanded. However, when the change in the temperature T is not large, the length L 0 and the specific temperature T 0 may be different. You can think of it as the same. In addition, as mentioned above, since the sound wave propagation speed according to the temperature T of the transfer member 20 is known through experiments, the temperature T of the transfer member 20 can be obtained by using the propagation speed obtained above.

다만 유체(F)의 온도변화가 커서 전달부재(20)의 길이 변화를 무시할 수 없는 경우에는, 시행착오법을 이용하여 전달부재(20)의 온도 T를 측정할 수 있으며, 시행착오법은 공지의 방법으로써 간략히 설명하면 다음과 같다. 위와 같이 전달부재(20)의 열팽창계수와 온도 T에 따른 전달부재(20) 내의 초음파의 전달속도를 알고 있는 경우, 전달부재(20)의 온도를 임의의 온도 T'으로 설정하고 이 임의의 온도 T'에서의 전달부재(20)의 길이 L' = L0 × [ 1 + α(T' - T0 ) ] 와 초음파의 진행속도 V' 을 구한다. 이렇게 구하여진 전달부재(20)의 길이 L' 과 초음파의 진행속도 V'을 이용하면, 초음파가 전달부재(20) 내를 진행하는데 소요되는 시간은 t' = 2L' ÷ V' 이 되며, 이 t'과 전달부재(20) 내를 초음파가 진행하는데 실제로 소요되는 시간 t1 - t0을 비교하고, 그 값이 다른 경우 임의의 온도 T'을 변경하면서 위의 과정을 반복한다. 이렇게 반복하여서, 실제 측정되는 소요시간 t1 - t0 과 계 산에 의해 구하여지는 t'= 2L'÷ V'이 같아질 때의 온도 T'이 실제 전달부재(20) 내의 온도 T가 되며, 유체(F)의 온도와 전달부재(20)의 온도가 같으므로, 이와 같은 방법을 이용하여 유체(F)의 온도 T를 측정할 수 있다. However, when the temperature change of the fluid F is so large that the change in the length of the transmission member 20 cannot be ignored, the temperature T of the transmission member 20 can be measured using the trial and error method, and the trial and error method is known. Briefly described as a method of as follows. As described above, when the thermal expansion coefficient of the transmission member 20 and the transmission speed of the ultrasonic waves in the transmission member 20 according to the temperature T are known, the temperature of the transmission member 20 is set to an arbitrary temperature T 'and this arbitrary temperature. The length L '= L 0 × [1 + α (T'-T 0 )] of the transmission member 20 at T 'and the traveling speed V' of the ultrasonic wave are obtained. Using the length L 'of the transmission member 20 and the traveling speed V' of the ultrasonic wave thus obtained, the time required for the ultrasonic wave to progress in the transmission member 20 becomes t '= 2L' ÷ V '. Compare the time t 1 -t 0 that is actually required to progress the ultrasonic wave in the t 'and the transmission member 20, and if the value is different, the above process is repeated while changing the arbitrary temperature T'. Repeatedly, the temperature T 'when the actual time required t 1 -t 0 and t' = 2L '÷ V' obtained by the calculation becomes equal is the temperature T in the actual delivery member 20, Since the temperature of the fluid F and the temperature of the delivery member 20 are the same, the temperature T of the fluid F may be measured using this method.

이와 같이 측정된 유체(F)의 온도 T를 바탕으로 유체(F) 내에서의 초음파의 전달속도 V 를 구할 수 있으므로 유체의 수위(H)는, Based on the temperature T of the fluid F measured as described above, the delivery speed V of the ultrasonic waves in the fluid F can be obtained, so that the fluid level H is

전달부재(20)의 길이 L1 = L0 × [ 1 + α(T - T0 ) ]과, 전달부재 상단면(21)에서 유체 표면(S)까지의 길이 L2 = V × [제2소요시간(t2) - 제1소요시간(t1)] ÷ 2 의 합으로 구할 수 있다.Length L 1 = L 0 × [1 + α (T − T 0 )] of the transmission member 20 and length L 2 = V × [ second from the upper surface 21 of the transmission member to the fluid surface S] The time required (t 2 )-the first time required (t 1 )] ÷ 2 can be obtained.

한편, 초음파 진동자(30)에서 발신된 초음파는 저장탱크(10)의 하단부, 전달부재(20), 및 유체(F) 등의 매질을 통해 전파되면서, 매질이 가지고 있는 초음파의 진행을 방해하는 음파저항의 영향과 매질 간의 경계에서 일어나는 반사로 인하여, 전달되는 초음파의 세기가 점차 약해지게 된다. 이는 도 3(B)에 도시된 바와 같이 초음파 진동자(30)에 수신된 상쇄반사파(R0), 제1반사파(R1), 제2반사파(R2)의 세기가 점차 약해진 것을 통해 확인할 수 있다. 따라서 초음파가 발신되는 저장탱크(10)의 외측벽(15)으로부터 유체 표면(S)까지의 거리가 먼 경우, 즉 측정하고자 하는 유체(F)의 깊이가 깊은 경우에는, 유체 표면(S)에서 반사되어 초음파 진동자로 돌아오는 제2반사파(R2)가 초음파 진동자(30)까지 전달되지 못할 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여 전달부재(20)의 상단면(21)에서 반사가 조금만 일어나게 함 으로써, 반사되는 제1반사파(R1)의 세기는 약하게 하고 유체(F)로 전달되는 초음파(P2)의 세기를 강하게 하여, 유체 표면(S)에서 반사되어 초음파 진동자(20)로 전달되는 제2반사파(R2)의 세기를 강하게 하여야 한다. 한편 매질 간의 경계면에서 발생하는 반사는 두 매질의 음향저항계수의 차이가 클수록 반사가 많이 일어나므로, 전달부재(20) 상단면(21)에서 발생하는 반사를 약하게 하여 제2반사파(R2)의 세기를 강하게 하기 위해서는, 전달부재(20)와 유체(F)의 음향저항계수가 비슷해야하며, 이하 음향저항계수에 대해 간략히 설명하기로 한다. On the other hand, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator 30 propagates through the lower end of the storage tank 10, the transmission member 20, the fluid (F), and the like, the sound wave that interferes with the progress of the ultrasonic wave of the medium Due to the effects of resistance and reflections occurring at the boundary between the media, the intensity of the transmitted ultrasound is gradually weakened. As shown in FIG. 3B, the intensity of the offset reflection wave R 0 , the first reflection wave R 1 , and the second reflection wave R 2 received by the ultrasonic vibrator 30 gradually decreases. have. Accordingly, when the distance from the outer wall 15 of the storage tank 10 to which the ultrasonic wave is transmitted is far from the fluid surface S, that is, when the depth of the fluid F to be measured is deep, the reflection on the fluid surface S is reflected. Thereby, there is a fear that the second reflection wave R 2 returning to the ultrasonic vibrator may not be transmitted to the ultrasonic vibrator 30. In order to prevent this, the reflection occurs at the top surface 21 of the transmission member 20 only slightly, thereby reducing the intensity of the reflected first reflection wave R 1 and of the ultrasonic wave P 2 transmitted to the fluid F. The intensity of the second reflection wave R 2 reflected from the fluid surface S and transmitted to the ultrasonic vibrator 20 must be increased. On the other hand, since the reflection occurs at the interface between the media, the greater the difference between the acoustic resistance coefficients of the two media, the more the reflection occurs. Therefore, the reflection generated from the upper surface 21 of the transmission member 20 is weakened so that the second reflected wave R 2 In order to increase the strength, the acoustic resistance coefficients of the transfer member 20 and the fluid F should be similar, and the acoustic resistance coefficient will be briefly described below.

매질 내에서 음파가 진행할 때, 음파가 전해지는 매질의 각 미소부분의 진동속도 즉 입자속도를 u라 하고, 음파의 파면에 평행한 특정 지역의 넓이를 S라 하며, 이 특정 지역에서의 음파의 압력을 P라 했을 때, Z=P/uS 로 표시되는 Z가 음향임피던스이다. 이에 대해서 음파의 압력 P와 입자속도 u와의 비, 즉 P/u 를 단위넓이 음향임피던스 또는 비(比)음향임피던스라 하여 구별한다. 음향임피던스와 단위넓이 음향임피던스는 일반적으로 복소수로 표시되는데, 음향임피던스의 실수 부분을 음향저항계수, 허수 부분을 음향리액턴스라 하며, 단위로는 음향옴을 사용한다. 다만, 매질 내를 진행하는 음파가 평면파인 경우, 음압과 입자속도가 항상 비례하고 위상이 일치하므로, 단위넓이 음향임피던스는 실수 부분만으로 되며, 매질의 밀도 ρ와 그 매질 내의 음파의 전파속도 c와의 곱, 즉 ρc와 같아진다. 이 단위넓이 음향임피던스는 물질에 따라 상수로 정해지며, 이 상수를 고유음향저항계수라 한다. As the sound wave progresses in the medium, the oscillation speed or particle velocity of each micro part of the medium through which the sound wave is transmitted is referred to as u, and the area of a particular area parallel to the wavefront of the sound wave is called S, When the pressure is P, Z represented by Z = P / uS is the acoustic impedance. On the other hand, the ratio between the pressure P of the sound wave and the particle velocity u, i.e., P / u, is distinguished by unit width acoustic impedance or non-acoustic impedance. Acoustic impedance and unit width Acoustic impedance is generally expressed as a complex number. The real part of the acoustic impedance is called the acoustic resistance coefficient and the imaginary part is called the acoustic reactance. However, if the sound wave traveling in the medium is a plane wave, the sound pressure and particle velocity are always proportional and in phase, so the unit width acoustic impedance is only a real part, and the density of the medium ρ and the propagation speed c of the sound wave in the medium are Is equal to the product, ρc. This unit-wide acoustic impedance is defined as a constant depending on the material, and this constant is called the intrinsic acoustic resistance coefficient.

초음파 진동자(30)에서 발생되어 전달부재(20) 내를 진행하는 초음파는 평면파로 간주할 수 있고, 따라서 전달부재(20)와 유체(F)의 음향저항계수는 두 매질의 밀도와 그 매질 내의 음파의 전파속도의 곱으로 정해지므로, 두 매질의 음향저항계수를 비슷하게 하기 위해서는 전달부재(20)의 밀도와 유체(F)의 밀도가 비슷해야 하며, 전달부재(20)와 유체(F) 내에서의 음파의 전파속도도 유사하여야 한다. 공지되어 있는 물질 중 유체(F)와 음향저항계수가 유사한 플라스틱 종류, 예를 들어 폴리에틸렌으로 전달부재(20)를 형성하는 것이 바람직하다. Ultrasonic waves generated by the ultrasonic vibrator 30 and propagated in the transmission member 20 may be regarded as plane waves, and thus the acoustic resistance coefficients of the transmission member 20 and the fluid F may be determined by the density of the two media and within the media. Since it is determined by the product of the propagation speed of sound waves, in order to make the acoustic resistance coefficients of the two media similar, the density of the transfer member 20 and the density of the fluid F must be similar, and the transfer member 20 and the fluid F in the The propagation speed of the sound waves in Es Among the known materials, it is preferable to form the transfer member 20 from a plastic type similar to the fluid F and the acoustic resistance coefficient, for example, polyethylene.

한편 유체(F)가 저장탱크(10) 내에 저장되어 있는 상태는, 유체(F)의 움직임이 거의 없는 안정된 상태라 할 수 있고, 이 상태에서의 유체(F)의 온도분포는 하측에서 상측으로 갈수록 온도가 높아지게 분포되어 있다. 따라서 엄밀히 말하면 위에서 구한 전달부재(20)의 온도 T는 전달부재(20)가 배치되어 있는 수심까지의 온도, 즉 저장탱크(10) 내측벽(12)에서부터 전달부재(20)의 상단면(21)까지의 유체의 온도이며, 유체(F) 전체의 온도와는 다소 차이가 있을 수 있다. 따라서 이 차이를 줄이기 위하여는 유체의 표면(S)과 전달부재(20)의 상단면(21)의 높이가 유사하여야 한다. On the other hand, the state in which the fluid F is stored in the storage tank 10 can be said to be a stable state with little movement of the fluid F, and the temperature distribution of the fluid F in this state is from the lower side to the upper side. The temperature is getting higher. Therefore, strictly speaking, the temperature T of the transfer member 20 obtained above is a temperature up to the depth where the transfer member 20 is disposed, that is, the upper surface 21 of the transfer member 20 from the inner wall 12 of the storage tank 10. The temperature of the fluid up to) may be slightly different from the temperature of the entire fluid (F). Therefore, in order to reduce the difference, the surface S of the fluid and the height of the upper surface 21 of the delivery member 20 should be similar.

유체 표면(S)의 높이 즉 수위(H)와, 전달부재(20) 상단면(21)의 높이 즉 전달부재의 길이(L1)를 유사하게 하기 위한 방법으로, 앞에서 설명하는 실시예에서 하나의 전달부재(20)만을 사용한 것과 달리, 도 4에 도시된 바와 같이 저장탱크(10) 내에 전달부재(20)의 길이(L1)를 상이하게 하여 복수로 배치하여 구성할 수 있다. 전달부재 상단면(21)이 유체 표면(S) 아래에 배치된 경우에는, 저장탱크 내측벽(12)과 전달부재 상단면(21)과 유체 표면(S)에서 발생하는 반사파(R0, R1, R2) 및 앞에서 설명하지 않았으나 공기(A)중을 진행하는 초음파(P3)가 저장탱크(10) 상단부(13)에서 반사되어 다시 초음파 진동자(30)에 수신되는 반사파까지 총 4개의 반사파가 초음파 진동자(30)에 수신된다. 하지만 전달부재 상단면(21)이 유체 표면(S) 위에 배치되는 경우, 전달부재(20)와 유체(F)의 매질 차이에 따른 반사가 일어나지 않고, 전달부재(20)와 공기(A)와의 매질 차이에 따른 반사가 일어나므로 3개의 반사파만이 초음파 진동자(30)로 수신된다. 따라서 서로 상이한 높이를 가지는 전달부재 중에서 4개의 반사파가 측정되면서 가장 길이가 긴 전달부재를 이용하여 유체(F)의 온도를 측정하면 유체 온도의 오차 범위를 줄일 수 있고, 그에 따라서 정확한 수위(H)를 측정할 수 있게 된다.As a method for similarizing the height of the fluid surface S, that is, the water level H, and the height of the upper surface 21 of the transfer member 20, that is, the length L 1 of the transfer member, one of the embodiments described above. Unlike using only the transmission member 20 of the, as shown in Figure 4 can be configured to be arranged in a plurality of different length (L 1 ) of the transmission member 20 in the storage tank (10). When the transfer member upper surface 21 is disposed below the fluid surface S, the reflected waves R 0 , R generated in the storage tank inner wall 12, the transfer member upper surface 21 and the fluid surface S are generated. 1 , R 2 ) and the ultrasonic wave P 3 which is not described above, but propagates in the air A, are reflected from the upper end 13 of the storage tank 10 to the reflected wave received by the ultrasonic vibrator 30. The reflected wave is received by the ultrasonic vibrator 30. However, when the transfer member upper surface 21 is disposed on the fluid surface (S), reflection does not occur due to the difference in the medium between the transfer member 20 and the fluid (F), and the transfer member 20 and the air (A) Since reflection occurs due to the difference in medium, only three reflected waves are received by the ultrasonic vibrator 30. Therefore, by measuring the temperature of the fluid (F) using the longest transmission member while measuring four reflected waves among the transmission members having different heights, it is possible to reduce the error range of the fluid temperature, accordingly the exact water level (H) Can be measured.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 초음파 수위측정장치(100)를 이용하여 수위(H)를 측정하는 일례를 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an example of measuring the water level H by using the ultrasonic level measuring apparatus 100 configured as described above will be described with reference to FIG. 4.

결합부재(40)가 결합되어 있으며 길이가 서로 상이한 3개의 전달부재(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)를 저장탱크(10)의 내측벽(12)에 배치한다. 자석(50)이 결합된 초음파 진동자(30)를 위 전달부재(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)와 각각 마주보도록 저장탱크(10)의 외측벽(15)에 배치하면, 자석(50)과 결합부재(40) 사이의 자기력에 의하여 전달부재(20)와 초음파 진동자(30)는 저장탱크(10)에 고정되게 된다. 초음파 진동자(30)와 컨트롤러(60)를 연결한다. 저장탱크(10)의 주입부(11)를 통하여 유체(F)를 주입한다.Coupling member 40 is coupled to the three transfer members (I, II, III) of different lengths are arranged on the inner wall 12 of the storage tank (10). When the ultrasonic vibrator 30 coupled with the magnet 50 is disposed on the outer wall 15 of the storage tank 10 so as to face the upper transmission members I, II, and III, respectively, the magnet 50 and the coupling member 40. The transmission member 20 and the ultrasonic vibrator 30 is fixed to the storage tank 10 by the magnetic force between the. The ultrasonic vibrator 30 and the controller 60 are connected. The fluid F is injected through the injection part 11 of the storage tank 10.

컨트롤러(60)에서 발신신호를 초음파 진동자(30)로 전달하면, 초음파 진동자(30)는 초음파(P)를 상방향으로 발신한다. 발신된 초음파(P)는 상방향으로 전달되며, 그 일부(R0, R1, R2)가 저장탱크의 내측벽(12), 전달부재의 상단면(21), 유체의 표면(S) 및 저장탱크의 상단부(13)에서 각각 반사되어 초음파 발신기(30)로 수신된다. 각각의 초음파 진동자(30)들은 초음파가 수신될 때마다 수신신호를 컨트롤러(60)로 전송한다. 컨트롤러(60)는 전송된 수신신호를 이용하여 상쇄시간(t0), 제1소요시간(t1), 제2소요시간(t2)을 각각 측정한다. 앞서 검토한 바와 같이, 배치된 전달부재들(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 중 상단면(21)이 유체의 표면(S) 밖으로 나와있는 경우(Ⅲ)에는 3개의 반사파만이 초음파 진동자(30)로 수신되므로, 4개의 반사파가 수신되면서 길이가 가장 긴 전달부재(Ⅱ)에서 측정된 데이터를 선택한다. 이 데이터와, 앞서 검토한 시행착오법을 이용하여 유체(F)의 온도 T를 측정한다. 온도 T에서의 전달부재의 열팽창계수와 초음파의 전달속도를 찾고, 이를 이용하여 전달부재(Ⅱ)의 길이와 전달부재(Ⅱ) 상단면(21)에서 유체 표면(S)까지의 길이를 구하고 둘을 합하여 수위(H)를 구한다.When the controller 60 transmits the transmission signal to the ultrasonic vibrator 30, the ultrasonic vibrator 30 transmits the ultrasonic wave P upward. The transmitted ultrasonic wave P is transmitted upwardly, and a part of R 0 , R 1 , and R 2 is an inner wall 12 of the storage tank, an upper surface 21 of the transfer member, and a surface S of the fluid. And reflected from the upper end 13 of the storage tank, respectively, and received by the ultrasonic transmitter 30. Each of the ultrasonic vibrators 30 transmits a received signal to the controller 60 whenever ultrasonic waves are received. The controller 60 measures the offset time t 0 , the first time t 1 , and the second time t 2 using the transmitted received signal. As discussed above, when the upper surface 21 of the disposed transmission members I, II, and III extends out of the surface S of the fluid (III), only three reflected waves are transferred to the ultrasonic vibrator 30. Since the four reflected waves are received, the data measured by the longest transmission member II is selected. The temperature T of the fluid F is measured using this data and the trial and error method examined previously. Find the thermal expansion coefficient of the transfer member and the transfer rate of the ultrasonic wave at temperature T, and find the length of the transfer member (II) and the length from the upper surface 21 of the transfer member (II) to the fluid surface (S) using the same. Add up to find the water level (H).

상술한 바와 같이, 초음파 수위측정장치(100)는 종래의 수위측정장치(9)보다 구조가 간단하여 제작이 용이하며 경제적이다. 이는 종래의 수위측정장치(9)가 유체의 온도를 측정하기 위하여 별도의 측정챔버(2)와 복수의 온도센서(4)를 구비하였던 것에 비하여, 본 발명에 따른 초음파 수위측정장치(100)는 전달부재(20)를 이용하여 온도를 측정하기 때문이다.As described above, the ultrasonic level measuring apparatus 100 is simpler in structure than the conventional level measuring apparatus 9 and is easy to manufacture and economical. This is compared with the conventional water level measuring device 9 having a separate measuring chamber 2 and a plurality of temperature sensors 4 to measure the temperature of the fluid, the ultrasonic level measuring device 100 according to the present invention is This is because the temperature is measured using the transfer member 20.

또한 전달부재(20)가 저장탱크(10) 내의 유체(F)와 직접적으로 접촉하는 상태에서 유체(F)의 온도를 측정하도록 구성되어 있으므로, 종래의 수위측정장치(10)에서 측정챔버(2)의 온도를 온도센서(4)로 측정하고, 이 온도를 유체의 온도로 설정하였던 것보다 더 정확하게 온도를 측정할 수 있다. 그 결과 유체(F) 내에서의 초음파의 전파속도를 정확하게 측정할 수 있으며, 종래보다 정확하게 수위(H)를 측정할 수 있다. 특히 복수의 전달부재(20)를 사용하는 경우에는 더욱 더 정밀한 수위(H)를 측정할 수 있다.In addition, since the transmission member 20 is configured to measure the temperature of the fluid (F) in a state in direct contact with the fluid (F) in the storage tank 10, the measurement chamber (2) in the conventional water level measuring device (10) Can be measured with the temperature sensor 4, and the temperature can be measured more accurately than if the temperature was set to the temperature of the fluid. As a result, the propagation speed of the ultrasonic waves in the fluid F can be measured accurately, and the water level H can be measured more accurately than in the prior art. In particular, when using a plurality of the transmission member 20 can be measured even more precise water level (H).

한편, 앞선 실시예들에서와 달리, 도 5에 도시된 바와 같이 두개의 초음파 진동자(30, 30')와 하나의 전달부재(20)를 구비하도록 구성할 수도 있다.On the other hand, unlike in the previous embodiments, as shown in Figure 5 may be configured to include two ultrasonic vibrators (30, 30 ') and one transmission member (20).

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 초음파 수위측정장치(100)는 저장탱크(10)와, 전달부재(20)와, 초음파 진동자(30, 30')와 컨트롤러(60)를 구비한다. 초음파 수위측정장치(100)의 각 구성요소들의 구조와 기능은 앞선 실시예에서와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 저장탱크(10)의 외측벽(15)에 두개의 초음파 진동자(30, 30')가 저장탱크(10)의 외측벽(15)에 설치된다. 설치된 두개의 초음파 진동자(30, 30') 중 하나의 초음파 진동자(30)에서 발신되는 초음파가 전달되도록, 저장탱크(10)의 내측벽(12)에 전달부재(20) 설치한다. 전달부재(20)와 마주보지 않는 초음파 진동자(30')는 저장탱크(10)의 외측벽(15)에 볼트(28)로 결합되며, 전달부재(20)와 마주보는 초음파 진동자(30)는 앞선 실시예에서와 같이 결합부재(40)와 자석(50) 사이의 자기력에 의해 결합된다. 전달부재(20)와 마주보는 초음파 진동자(30)에서 초음파를 발신하고 발신된 초음파가 전 달부재(20)의 상단면(21)에서 반사되어 초음파 진동자(30)에 수신되기까지 소요되는 제1소요시간을 측정한다. 측정된 시간과 전달부재(20)의 길이를 이용하여 앞서 검토한 방법으로 저장탱크(10) 내의 유체(F)의 온도를 측정한다. 측정된 유체(F)의 온도를 이용하여 유체(F) 내에서의 초음파의 전파속도를 구한다. 전달부재(20)와 마주보지 않는 초음파 진동자(30')에서 초음파를 발신하고 발신된 초음파가 유체의 표면(S)에서 반사되어 다시 초음파 진동자(30')로 수신되는데 소요되는 제2소요시간을 측정한다. 측정된 제2소요시간과 초음파의 전파속도를 이용하여 수위(F)를 측정한다.Referring to FIG. 5, the ultrasonic level measurement apparatus 100 according to the present embodiment includes a storage tank 10, a transmission member 20, ultrasonic vibrators 30 and 30 ′, and a controller 60. Since the structure and function of each component of the ultrasonic level measurement apparatus 100 are similar to those in the previous embodiment, a description will be made focusing on the differences. Two ultrasonic vibrators 30 and 30 'are installed on the outer wall 15 of the storage tank 10 on the outer wall 15 of the storage tank 10. The transmission member 20 is installed on the inner wall 12 of the storage tank 10 so that the ultrasonic wave transmitted from one of the two ultrasonic vibrators 30 and 30 'is transmitted. The ultrasonic vibrator 30 ′ which does not face the transmission member 20 is coupled to the outer wall 15 of the storage tank 10 by a bolt 28, and the ultrasonic vibrator 30 that faces the transmission member 20 has a front side. As in the embodiment is coupled by a magnetic force between the coupling member 40 and the magnet 50. The first ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic vibrator 30 facing the transmission member 20 and the transmitted ultrasonic wave is reflected from the upper surface 21 of the transmission member 20 to be received by the ultrasonic vibrator 30. Measure the time required. The temperature of the fluid F in the storage tank 10 is measured using the measured time and the length of the delivery member 20 in the above-described manner. The propagation velocity of the ultrasonic waves in the fluid F is obtained using the measured temperature of the fluid F. FIG. Ultrasonic wave oscillator 30 ′ that does not face the transmitting member 20 transmits ultrasonic waves, and the second ultrasonic wave takes time to be transmitted to the ultrasonic wave vibrator 30 ′ by reflecting the transmitted ultrasonic waves from the surface S of the fluid. Measure The water level F is measured using the measured second time required and the propagation speed of the ultrasonic wave.

또한, 앞선 실시예에서 전달부재(20)가 플라스틱으로 구성되었으나, 도 6에 도시된 바와 같이 충전부(27)에 유체(F')가 채워지도록 구성할 수도 있다.In addition, although the transmission member 20 is made of plastic in the previous embodiment, as shown in Figure 6 may be configured to fill the fluid (F ') in the charging section (27).

도 6을 참조하면, 전달부재(20)는 케이스(23)와 덮개(24)를 구비한다. 케이스(23)에는 수위를 측정하고자하는 유체와 동일한 유체가 채워지는 충전부(27)가 형성된다. 케이스(23)는 일방향으로 길게 형성된다. 케이스(23)는 초음파 진동자(30)와 마주하도록, 저장탱크(20)의 내측벽(12)에 설치된다. 충전부(27)에는 유체(F')가 채워진다. 덮개(25)는 케이스(23)의 상단에 결합되어 케이스(23)를 폐쇄한다. 케이스(23) 및 덮개(25)는 열전달이 잘되는 소재로 이루어지며, 그 두께가 얇은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 앞선 실시예에서 전달부재(20)를 이용하여 유체(F)의 온도를 측정한 것에 대응하여, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 케이스(23)의 충전부(27)에 채워진 유체(F')를 이용하여 저장탱크(20) 내의 유체(F)의 온도 및 유체(F) 내에서의 초음파의 전달속도를 구하므로, 이를 정확하게 구하기 위하여는 충전부(27)에 채워진 유체(F')와 저장탱크(20) 내부에 있는 유체(F)의 온도가 동일하여야 하기 때문이다.Referring to FIG. 6, the transmission member 20 includes a case 23 and a cover 24. The case 23 is formed with a filling part 27 filled with the same fluid as the fluid whose level is to be measured. The case 23 is formed long in one direction. The case 23 is installed on the inner wall 12 of the storage tank 20 so as to face the ultrasonic vibrator 30. The filling part 27 is filled with the fluid F '. The cover 25 is coupled to the top of the case 23 to close the case 23. The case 23 and the cover 25 are made of a heat transfer material, it is preferable that the thickness is thin. This is because the fluid F 'filled in the charging part 27 of the case 23 is described in this embodiment in response to measuring the temperature of the fluid F using the transfer member 20 in the previous embodiment. Since the temperature of the fluid (F) in the storage tank 20 and the delivery rate of the ultrasonic wave in the fluid (F) using the), to accurately obtain this, the fluid (F ') and the storage filled in the charging unit 27 This is because the temperature of the fluid F inside the tank 20 should be the same.

초음파 진동자(30)에서 초음파를 발신하면, 발신된 초음파가 전달되는 매질 차이에 따라서 저장탱크(10)의 내측벽(12), 전달부재(20)의 하단벽(26), 덮개(24)의 하측벽(25), 전달부재(20)의 상단면(21) 및 유체 표면(S)에서 반사되어 다시 초음파 진동자로 수신된다. 각각의 반사파가 수신되는 시점을 측정하여, 초음파가 전달부재(20)의 하단벽(26)과 덮개(24)의 하측벽(25) 사이를 진행하는데 소요되는 시간을 측정한다. 측정된 소요시간과 전달부재(20)의 하단벽(26)과 덮개(24)의 하측벽(25) 사이의 거리를 이용하여 초음파의 전달속도를 측정한다. 측정된 전달속도와, 초음파 진동자(30)에서 발신된 초음파가 유체 표면(S)에서 반사되어 다시 초음파 진동자(30)로 수신되기까지 소요되는 시간을 이용하여 수위(H)를 측정한다.When the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic vibrator 30, the inner wall 12 of the storage tank 10, the lower wall 26 of the transfer member 20, and the cover 24 of the storage tank 10 according to the difference in the medium in which the transmitted ultrasonic waves are transmitted. Reflected from the lower wall 25, the upper surface 21 of the transfer member 20 and the fluid surface (S) is received back to the ultrasonic vibrator. By measuring the time point at which each reflected wave is received, the time required for the ultrasonic wave to travel between the lower wall 26 of the transmission member 20 and the lower wall 25 of the cover 24 is measured. The transmission speed of the ultrasonic wave is measured using the measured time required and the distance between the lower wall 26 of the transfer member 20 and the lower wall 25 of the cover 24. The water level H is measured using the measured delivery speed and the time required for the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator 30 to be reflected from the fluid surface S and received by the ultrasonic vibrator 30 again.

앞에서 설명한 실시예의 전달부재(20)를 사용하여 수위를 측정하는 경우에는 전달부재(20)를 사용하여 유체(F)의 온도를 측정하고, 이 온도에 해당하는 유체(F)에서의 전파속도를 온도보정식을 통하여 구하고 이와 같이 구하여진 전파속도를 이용하여 수위(H)를 측정하였다. 하지만 본 실시예에 따른 전달부재를 사용하면, 케이스(23)의 충전부(27)에 채워진 유체(F')와 저장탱크 내의 유체(F)가 서로 동일하므로 충전부(27)에 채워진 유체(F')를 진행하는 초음파의 전달속도와 저장탱크 내의 유체(F)를 진행하는 초음파의 전달속도가 동일하게 된다. 따라서 별도의 온도보정식을 이용하지 않고도 수위(H)를 측정할 수 있는 장점이 있다.In the case of measuring the water level using the transfer member 20 of the above-described embodiment, the temperature of the fluid F is measured using the transfer member 20, and the propagation speed in the fluid F corresponding to the temperature is measured. The water level (H) was measured using the propagation velocity obtained through the temperature compensation equation. However, when using the transfer member according to the present embodiment, the fluid (F ') filled in the filling portion 27 of the case 23 and the fluid (F) in the storage tank is the same as each other, the fluid (F' filled in the filling portion 27) The delivery speed of the ultrasonic waves propagating in the N) and the ultrasonic waves propagating through the fluid F in the storage tank are the same. Therefore, there is an advantage that can measure the water level (H) without using a separate temperature compensation equation.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명 은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and many modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. Is obvious.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서는 전달부재(20)가 원 형상이었으나, 사각형 등의 다른 형상으로 구성할 수 있다.For example, in one embodiment of the present invention, although the transmission member 20 was circular in shape, it may be configured in another shape such as a square.

또한 본 발명의 일 실시예에서는 전달부재(20)에 결합된 결합부재(40)와 저장탱크 외측벽(15)에 배치된 자석(50) 사이의 자기력을 이용하여, 전달부재(20)를 저장탱크(10) 내측벽(12)에 고정하였으나, 전달부재(20)에 결합부재(40)를 결합하고, 결합부재(40)와 저장탱크 내측벽(12)을 나사로 결합하여 전달부재(20)가 고정되도록 구성할 수도 있다.In addition, in one embodiment of the present invention using the magnetic force between the coupling member 40 coupled to the transfer member 20 and the magnet 50 disposed on the outer wall 15 of the storage tank, the transfer member 20 to the storage tank (10) Although fixed to the inner wall 12, the coupling member 40 is coupled to the transmission member 20, the coupling member 40 and the storage tank inner wall 12 by screwing the transmission member 20 is It can also be configured to be fixed.

또한 본 발명의 사용 방법을 설명하기 위한 실시예에서는 3개의 전달부재(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)를 이용하여 수위(H)를 측정하였으나, 전달부재(20)의 수를 달리하여 수위(H)를 측정하도록 구성할 수도 있다. In addition, in the embodiment for explaining the use method of the present invention, the water level (H) was measured by using three transmission members (I, II, III), the water level (H) by varying the number of the transmission member 20 It can also be configured to measure.

또한 초음파의 진동수에 따라 초음파가 전파될 수 있는 매질 및 거리가 상이하므로, 본 발명의 일 실시예에서는 한 종류의 초음파 진동자를 사용한 것과 달리, 서로 다른 진동수의 초음파를 발신하는 초음파 진동자를 구비하여, 하나의 초음파 진동자는 저장탱크(10) 하단부(16)의 두께를 측정하기 위하여 사용되며, 다른 초음파 진동자는 유체 내부를 진행하여 수위(H)를 측정하는 용도로 사용되도록 발명을 구성할 수도 있다.In addition, since the medium and distance through which ultrasonic waves can be propagated vary according to the frequency of ultrasonic waves, in one embodiment of the present invention, unlike one type of ultrasonic vibrator, the ultrasonic vibrator which transmits ultrasonic waves of different frequencies is provided. One ultrasonic vibrator may be used to measure the thickness of the lower end 16 of the storage tank 10, and the other ultrasonic vibrator may be configured to be used for measuring the water level H by going through the fluid.

상기한 구성의 본 발명의 초음파 수위측정장치에 의하면 전달부재를 이용하 여 저장탱크 내의 수위를 측정할 수 있도록 구성되므로, 종래의 수위측정장치가 저장탱크에 연결된 별도의 측정챔버와 복수의 온도센서를 구비하였던 것을 감안할 때 그 구성이 간단하여, 종래보다 용이하고 저렴하게 제작될 수 있다According to the ultrasonic level measurement apparatus of the present invention having the above-described configuration is configured to measure the water level in the storage tank by using the transfer member, the conventional water level measurement apparatus is provided with a separate measuring chamber and a plurality of temperature sensors connected to the storage tank. Given that the configuration is simple, it can be produced easier and cheaper than the conventional

또한, 저장탱크 내의 배치되는 전달부재를 이용하여 유체의 온도를 측정하므로, 종래보다 더 정확하게 온도를 측정할 수 있고, 그 결과 더 정확한 수위를 측정할 수 있다.In addition, since the temperature of the fluid is measured by using the transfer member disposed in the storage tank, the temperature can be measured more accurately than the conventional method, and as a result, a more accurate water level can be measured.

Claims (11)

유체가 저장되는 저장탱크;A storage tank in which the fluid is stored; 상기 저장탱크 외측벽에 설치되며 초음파를 발신 및 수신하는 초음파 진동자;An ultrasonic vibrator installed on an outer wall of the storage tank and configured to transmit and receive ultrasonic waves; 상기 저장탱크의 내의 유체에서 초음파의 전파속도를 측정하기 위한 것으로서, 상기 초음파 진동자에서 발신된 초음파가 전달되도록 상기 저장탱크의 내측벽에 설치되는 전달부재; 및A transmission member for measuring the propagation speed of the ultrasonic waves in the fluid in the storage tank, the transmission member being installed on the inner wall of the storage tank to transmit the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic vibrator; And 상기 초음파 진동자와 전기적으로 연결되어, 상기 초음파 진동자가 초음파를 발신 및 수신하도록 제어하는 컨트롤러; 를 구비하며,A controller electrically connected to the ultrasonic vibrator to control the ultrasonic vibrator to transmit and receive ultrasonic waves; Equipped with 상기 초음파 진동자에서 발신된 초음파가 상기 전달부재를 통해 전달된 후 이 전달부재의 상단면에서 반사되어 다시 상기 전달부재를 통해 상기 초음파 진동자에 수신되는 과정을 이용하여 초음파의 유체 내 전파속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.After the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator is transmitted through the transmitting member, the ultrasonic wave is reflected from the upper surface of the transmitting member, and is then measured by the ultrasonic vibrator through the transmitting member to measure the propagation velocity of the ultrasonic wave in the fluid. Ultrasonic water level measuring device characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 진동자에서 발신된 초음파 중 일부가 상기 전달부재의 상단면에서 반사되지 않고 상기 유체로 전달되고, 이 초음파가 상기 유체의 표면에서 반사되어 다시 상기 유체 및 상기 전달부재를 통하여 상기 초음파 진동자로 전달되는 과정을 이용하여 상기 저장탱크 내의 유체의 수위를 측정하는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.Some of the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic vibrator are transmitted to the fluid without being reflected from the upper surface of the transmission member, and the ultrasonic waves are reflected from the surface of the fluid and are again transmitted to the ultrasonic vibrator through the fluid and the transmission member. Ultrasonic water level measuring device, characterized in that for measuring the level of the fluid in the storage tank using the process. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 컨트롤러는, 상기 초음파 진동자에서 초음파가 발신된 시점으로부터 상기 전달부재의 상단면에서 반사된 제1반사파가 상기 초음파 진동자로 수신되는데까지 소요되는 제1소요시간과, 상기 초음파 진동자에서 초음파가 발신된 시점으로부터 상기 유체의 표면에서 반사된 제2반사파가 상기 초음파 진동자로 수신되기까지 소요되는 제2소요시간을 측정하며,The controller may include a first time required for the first reflected wave reflected from the upper surface of the transmission member to be received by the ultrasonic vibrator from the time when the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic vibrator, and the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator. Measuring a second time required for the second reflected wave reflected from the surface of the fluid to be received by the ultrasonic vibrator, 상기 제1소요시간 및 상기 제2소요시간을 이용하여 상기 유체의 수위를 측정하는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.Ultrasonic water level measuring device characterized in that for measuring the level of the fluid using the first time and the second time. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달부재의 일단에 결합되며 금속재질로 된 결합부재와,A coupling member coupled to one end of the transmission member and made of metal; 상기 전달부재에 결합된 결합부재와의 자기력을 이용하여 상기 전달부재를 상기 저장탱크의 내측벽에 결합시키도록, 상기 저장탱크의 외측벽에 설치되는 자석을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치. Ultrasonic water level measuring apparatus further comprises a magnet installed on the outer wall of the storage tank to couple the transfer member to the inner wall of the storage tank by using a magnetic force with the coupling member coupled to the transfer member. . 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 결합부재는 고리형으로 상기 전달부재의 외주면을 둘러싸며 결합되며,The coupling member is coupled to surround the outer peripheral surface of the transmission member in a ring shape, 상기 자석도 상기 결합부재의 형상에 대응되게 고리형으로 형성되어 상기 초 음파 진동자 외주면에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.The magnet is also formed in an annular shape corresponding to the shape of the coupling member ultrasonic level measurement apparatus, characterized in that coupled to the outer circumferential surface of the ultrasonic vibrator. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달부재는 일방향으로 길게 형성되어 상기 저장탱크 내부에 수직하게 배치되며, 상기 전달부재의 상단면 및 하단면은 수평하게 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.The transmission member is formed long in one direction is disposed vertically in the storage tank, the ultrasonic level measuring apparatus, characterized in that the upper and lower surfaces of the transmission member is formed horizontally. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달부재는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.Ultrasonic level measurement device, characterized in that the transfer member is made of a plastic material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달부재는 충전부가 형성된 케이스와, 상기 유체와 동일하며 상기 케이스의 충전부에 채워지는 유체를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.The transfer member is a ultrasonic level measurement device characterized in that it comprises a case having a filling portion and the same fluid as the fluid is filled in the filling portion of the case. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 진동자는 복수개 배치되며, 상기 전달부재는 상기 초음파 진동자 중 어느 하나에서 발신되는 초음파가 전달되도록 그 초음파 진동자와 대면하며 상기 저장탱크의 내측벽에 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.And a plurality of ultrasonic vibrators, wherein the transmitting member is disposed on an inner wall of the storage tank and faces the ultrasonic vibrator so that ultrasonic waves transmitted from one of the ultrasonic vibrators are transmitted. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달부재는 상호 다른 길이로 형성되어 상기 저장탱크 내에 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 수위측정장치.The transmission member is formed of a different length from each other ultrasonic level measurement apparatus, characterized in that disposed in the plurality of storage tanks.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101232083B1 (en) * 2011-07-21 2013-02-15 공주대학교 산학협력단 Manufacturing Method of Contact Material for Ultrasonic Measurement
KR102170964B1 (en) 2019-10-17 2020-10-28 (주)리테크 Ultrasonic water level measurement apparatus having smart defense function using digital filter system at vertical and horizontal structure
KR102170963B1 (en) 2019-10-17 2020-10-28 (주)리테크 Measurement control and remote monitoring system of smart type with remote diagnosis service using bluetooth and wi-fi of measurement apparatus
KR102590831B1 (en) * 2022-10-06 2023-10-19 주식회사 이에스씨에스 Water-level sensor apparatus for cooler system
DE102022208284B3 (en) 2022-08-09 2023-12-28 Vitesco Technologies GmbH Fluid container and fluid container device for fluids

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322631A (en) * 1992-05-19 1993-12-07 Aisan Ind Co Ltd Ultrasonic level detector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322631A (en) * 1992-05-19 1993-12-07 Aisan Ind Co Ltd Ultrasonic level detector

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101232083B1 (en) * 2011-07-21 2013-02-15 공주대학교 산학협력단 Manufacturing Method of Contact Material for Ultrasonic Measurement
KR102170964B1 (en) 2019-10-17 2020-10-28 (주)리테크 Ultrasonic water level measurement apparatus having smart defense function using digital filter system at vertical and horizontal structure
KR102170963B1 (en) 2019-10-17 2020-10-28 (주)리테크 Measurement control and remote monitoring system of smart type with remote diagnosis service using bluetooth and wi-fi of measurement apparatus
DE102022208284B3 (en) 2022-08-09 2023-12-28 Vitesco Technologies GmbH Fluid container and fluid container device for fluids
KR102590831B1 (en) * 2022-10-06 2023-10-19 주식회사 이에스씨에스 Water-level sensor apparatus for cooler system

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