KR102480043B1 - Ultrasonic flow meter comprising stick-type flow guiding portion which convert horizontal flow to perpendicular flow - Google Patents
Ultrasonic flow meter comprising stick-type flow guiding portion which convert horizontal flow to perpendicular flow Download PDFInfo
- Publication number
- KR102480043B1 KR102480043B1 KR1020200133341A KR20200133341A KR102480043B1 KR 102480043 B1 KR102480043 B1 KR 102480043B1 KR 1020200133341 A KR1020200133341 A KR 1020200133341A KR 20200133341 A KR20200133341 A KR 20200133341A KR 102480043 B1 KR102480043 B1 KR 102480043B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flow
- flow rate
- pipe
- ultrasonic
- hole
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/662—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/666—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by detecting noise and sounds generated by the flowing fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 초음파 유량 측정 장치는 측정 대상 유체가 흐르며 직경이 300 밀리 미만의 가느다란 관로(60)에 실질적으로 수직으로 타공되어 형성된 타공홀(61)에 삽입되는 유량유도관(62)과, 유량유도관(62)의 일측에 설치되며 유속 방향에 대하여 전방에 형성되는 유속 입구홀(64)과, 유량유도관(62)에서 타측에 형성되며 유속 방향에 대하여 후방에 형성되는 유속 출구홀(66), 및 유량유도관(62)의 양 단부 부근으로서 관로(60) 밖에 위치하는 것으로 유속 입구홀(64)과 유속 출구홀(66)의 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(68, 69)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유량 측정 장치는 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치는 측정 대상 유체가 흐르는 파이프에 수직으로 타공하고 유량 유도관을 설치하는 것에 의하여 유량부를 축관하거나 금형 제작을 할 필요가 없이도 유량 측정이 이루어지며, 수평 유속을 수직 유속으로 변환함으로써 종래 방식에 비하여 초음파의 전달 시간차를 1.4배 정도를 증가시켜 정확도가 향상된다는 효과가 있다.Disclosed is an ultrasonic flow rate measuring device having a bar-type flow rate induction unit for converting horizontal flow rate into vertical flow rate. An ultrasonic flow rate measuring device according to the present invention is a flow guide pipe 62 inserted into a perforated hole 61 formed by substantially perpendicularly perforating a thin pipe 60 having a diameter of less than 300 mm through which a fluid to be measured flows, and A flow inlet hole 64 installed on one side of the flow guiding pipe 62 and formed in the front with respect to the flow direction, and a flow exit hole formed on the other side of the flow guiding pipe 62 and formed at the rear with respect to the flow direction ( 66), and a pair of ultrasonic transducers 68 installed outside the flow inlet hole 64 and the flow outlet hole 66 as being located outside the conduit 60 near both ends of the flow induction pipe 62 , 69).
The flow rate measuring device according to the present invention has a rod-shaped flow induction unit for converting horizontal flow velocity into vertical flow rate, and the ultrasonic flow rate measurement device has a vertical hole in the pipe through which the target fluid flows and installs the flow induction pipe to reduce the flow rate. Flow measurement is performed without the need to manufacture or mold, and by converting horizontal flow velocity into vertical flow velocity, there is an effect of improving accuracy by increasing the transmission time difference of ultrasonic waves by about 1.4 times compared to the conventional method.
Description
본 발명은 초음파 유량 측정 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic flow rate measuring device, and more particularly, to an ultrasonic flow rate measuring device having a rod-shaped flow guide for converting a horizontal flow rate into a vertical flow rate.
도 1에는 종래의 일반적인 초음파 유량 측정 장치의 외관을 도시하였고 도 2에는 도 1의 초음파 유량 측정 장치의 구조를 단면도로써 나타내었다. 다. 도 1을 참조하면 종래의 일반적인 초음파 유량 측정 장치는 유량 측정 대상 파이프의 수평 길이 방향을 따라 일정한 거리로 이격시킨 한 쌍의 초음파 트랜스듀서를 설치하며 이러한 한 쌍의 초음파 트랜스듀서는 파이프의 수평축에 대하여 30도 ~ 45도의 기울기를 가지도록 설치된다.1 shows the appearance of a conventional ultrasonic flow rate measuring device, and FIG. 2 shows the structure of the ultrasonic flow rate measuring device of FIG. 1 as a cross-sectional view. all. Referring to FIG. 1, a conventional general ultrasonic flow rate measuring device installs a pair of ultrasonic transducers spaced apart at a constant distance along the horizontal length direction of a pipe to be measured for flow rate, and the pair of ultrasonic transducers is relative to the horizontal axis of the pipe. It is installed to have an inclination of 30 to 45 degrees.
하지만, 이러한 종래의 초음파 유량 측정 장치는 트랜스듀서를 설치할 때 필요에 따라 유속을 증가시켜 시간차를 크게 발생시키기 위하여 정밀하게 유량부를 축관하거나 금형을 제작하여 구현하고 있는데, 유량부를 축관하는데는 수가공 과정이 요구되고 금형을 제작한다고 하여도 그 금형의 제작 비용이 매우 클 뿐만 아니라 별도의 가공 과정이 추가로 요구된다는 문제점이 있다.However, such a conventional ultrasonic flow rate measuring device is realized by precisely shrinking the flow rate part or manufacturing a mold in order to increase the flow speed as needed when installing the transducer to generate a large time difference. Even if this is required and the mold is manufactured, there is a problem that the manufacturing cost of the mold is very high and a separate processing process is additionally required.
한편, 도 3에 도시한 바와 같은 종래의 다른 유량 측정 장치는 유량 측정 대상의 파이프의 일측에 타공하여 형성된 개구부에 수직형 차압 측정관을 설치한다. 상기 수직형 차압 측정관에는 도 3에 도시한 바와 같이 임팩트(impact) 압력 측정을 위한 개구부(opening)과 스태틱(static) 압력 측정을 위한 개구부(opening)가 구비된다. Meanwhile, in another conventional flow rate measuring device as shown in FIG. 3, a vertical differential pressure measurement tube is installed in an opening formed by perforating one side of a pipe to be measured for flow rate. As shown in FIG. 3 , the vertical differential pressure measuring tube includes an opening for measuring impact pressure and an opening for measuring static pressure.
상기와 같은 차압 감지식 유량 측정 장치는 '하이(high)'인 임팩트(impact) 평균 압력과 '로우(low)' 압력인 스태틱(static) 평균 압력을 측정한 후 측정된 평균압력의 차이를 기반으로 유량을 측정하게 된다.The differential pressure sensing type flow measuring device as described above is based on the difference between the average pressure measured after measuring the 'high' impact average pressure and the 'low' pressure, static average pressure. to measure the flow rate.
하지만 이러한 차압 감지식 유량 측정 장치는 압력 측정 센서에 따른 정밀도 편차가 크고 측정 대상 유체의 종류에 따른 압력 차이가 크기 때문에 유량 측정의 변동폭이 크다는 문제점이 있다.However, such a differential pressure-sensing flow rate measurement device has a problem in that the fluctuation range of the flow rate measurement is large because the accuracy deviation according to the pressure measuring sensor is large and the pressure difference according to the type of the fluid to be measured is large.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 측정 대상 유체가 흐르는 파이프에 수직에 가깝게 타공하고 유량 유도관을 설치하는 것에 의하여 종래 방식에서는 유속을 증가시켜 시간차를 크게 발생시키기 위하여 유량부를 축관하는데 반하여 이와 같은 축관이나 금형 제작을 할 필요가 없이도 정밀한 유량 측정이 이루어지며, 수평 유속을 수직 유속으로 변환함으로써 종래 방식에 비하여 초음파의 전달 시간차를 1.4배 정도를 증가시켜 정확도를 향상시킨 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치를 제공하는 것이다.The present invention was developed to solve the above problems, and the technical problem to be achieved by the present invention is to increase the flow speed in the conventional method by perforating the pipe through which the measurement target fluid flows close to the vertical and installing the flow induction pipe to reduce the time difference. Contrary to the shrinking of the flow part in order to generate a large volume, precise flow measurement is made without the need to make such a shrinking pipe or mold, and by converting the horizontal flow velocity into the vertical flow velocity, the ultrasonic transmission time difference is increased by about 1.4 times compared to the conventional method. It is to provide an ultrasonic flow rate measuring device having a bar-type flow rate guide with improved accuracy.
또한, 본 발명은 관로내에서 유체의 쏠림등이 있는 경우에도 복수 개의 센서를 설치하여 각 센서의 유속을 평균하여 보다 정확한 유량 측정이 가능한 초음파 유량 측정 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides an ultrasonic flow rate measurement device capable of more accurate flow rate measurement by installing a plurality of sensors and averaging the flow rate of each sensor even when there is fluid drift in a pipe.
상기 과제를 이루기 위한 본 발명의 일측면에 따른 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치는,An ultrasonic flow rate measuring device having a bar-type flow rate induction unit for converting horizontal flow rate to vertical flow rate according to one aspect of the present invention for achieving the above object,
측정 대상 유체가 흐르며 직경이 300 밀리 미만의 가느다란 관로(60)에 타공되어 형성된 타공홀(61)에 삽입되는 유량유도관(62)과;A
유량유도관(62)의 일측에 설치되며 유속 방향에 대하여 전방에 형성되는 유속 입구홀(64)과;A flow
유량유도관(62)에서 타측에 형성되며 유속 방향에 대하여 후방에 형성되는 유속 출구홀(66); 및A
유량유도관(62)의 양 단부 부근으로서 관로(60) 밖에 위치하는 것으로 유속 입구홀(64)과 유속 출구홀(66)의 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(68, 69);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 것을 특징으로 한다.A pair of ultrasonic transducers (68, 69) installed outside the
또한, 상기 유량유도관(62)은 측정 대상 유체가 흐르며 직경이 300 밀리 미만의 가느다란 관로(60)에 수직으로 타공되어 형성되고,In addition, the
상기 유속 입구홀(64)은 유량유도관(62)에서 관로(60)의 단면 1/4 지점에 형성된 것이며,The flow
상기 유속 출구홀(66)은 유량유도관(62)에서 관로(60)의 단면 3/4 지점에 형성된 것이 바람직하다.The
또한, 상기 과제를 이루기 위한 본 발명의 일측면에 따른 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치는 측정 대상 유체가 흐르며 직경이 300 밀리를 초과하는 굵은 관로(80)에 수직으로 타공되어 형성된 타공홀(81)에 삽입되는 유량유도관(82)과;In addition, according to one aspect of the present invention for achieving the above object, an ultrasonic flow rate measuring device having a bar-type flow rate induction unit for converting horizontal flow rate into vertical flow rate is a thick pipe (80 ) and a
유량유도관(82)의 일측에 설치되며 유속 방향에 대하여 전방에 형성되는 유속 입구홀(84)과;A flow
유량유도관(82)에서 타측에 형성되며 유속 방향에 대하여 후방에 형성되는 유속 출구홀(83); 및A flow
유량유도관(82)의 양 단부 부근으로서 관로(80) 내에 위치하는 것으로 유속 입구홀(84)과 유속 출구홀(83)의 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(86, 88);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A pair of ultrasonic transducers (86, 88) located in the
또한, 상기 유량 유도관(82)과 그 일측 및 타측에 형성되는 유속 입구홀(84)과 유속 출구홀(83)은 유량유도관(82)에서 관로(80)의 바깥쪽 테두리와 관로(80)의 중심 사이에 위치하는 것이 바람직하다.In addition, the
본 발명에 따른 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치는 측정 대상 유체가 흐르는 파이프에 수직으로 타공하고 유량 유도관을 설치하는 것에 의하여 유량부를 축관하거나 금형 제작을 할 필요가 없이도 유량 측정이 이루어지며, 수평 유속을 수직 유속으로 변환함으로써 종래 방식에 비하여 초음파의 전달 시간차를 1.4배 정도를 증가시켜 정확도가 향상된다는 효과가 있다.According to the present invention, the ultrasonic flow rate measuring device having a bar-type flow induction unit for converting horizontal flow velocity into vertical flow rate is to drill a vertical hole in a pipe through which a target fluid flows and install a flow induction pipe to reduce the flow rate or manufacture a mold. Flow measurement is performed without the need to do so, and by converting the horizontal flow velocity into the vertical flow velocity, there is an effect of improving the accuracy by increasing the transmission time difference of ultrasonic waves by about 1.4 times compared to the conventional method.
도 1은 종래의 일반적인 초음파 유량 측정 장치의 외관을 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 초음파 유량 측정 장치의 구조를 도시한 단면도,
도 3은 종래의 다른 유량 측정 장치로서 유량 측정 대상의 파이프의 일측에 타공하여 형성된 개구부에 설치되는 수직형 차압 측정관의 구조를 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 작용을 설명하기 위한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 초음파 유량 측정 장치에 구비되는 유속 입구홀 및 유속 출구홀의 위치를 설정하기 위한 원리를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 측정 장치의 구조를 설명하기 위한 정단면도,
도 7a는 도 6의 측단면도,
도 7b는 도 6에 도시한 유량 측정 장치를 적용한 경우에 유량 유도관을 따라 흐르는 유체의 흐름을 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치의 핵심 원리를 개략적으로 설명하기 위한 정단면도,
도 9는 도 8에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치의 구조를 나타낸 정단면도,
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치를 적용하였을 때 직관부가 충분하여 안정된 유속 분포를 유지하는 경우를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치를 적용하였을 때 직관부가 짧아 유속이 10시 방향으로 치우친 경우를 나타낸 도면, 및
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치를 적용하였을 때 직관부가 짧아 유속이 3시 방향으로 치우친 경우를 나타낸 도면.1 is a front view showing the appearance of a conventional general ultrasonic flow rate measuring device;
Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the ultrasonic flow rate measuring device of Figure 1;
3 is a cross-sectional view showing the structure of a vertical differential pressure measuring pipe installed in an opening formed by perforating one side of a pipe to be measured as another conventional flow measuring device;
Figure 4 is a cross-sectional view for explaining the operation of Figure 3;
5 is a view for explaining the principle for setting the positions of the flow rate inlet hole and the flow rate outlet hole provided in the ultrasonic flow rate measuring device according to the present invention;
6 is a front cross-sectional view for explaining the structure of a flow rate measuring device according to a first embodiment of the present invention;
Figure 7a is a side cross-sectional view of Figure 6;
Figure 7b is a cross-sectional view showing the flow of the fluid flowing along the flow guide pipe when the flow rate measuring device shown in Figure 6 is applied;
Figure 8 is a front cross-sectional view for schematically explaining the core principle of the flow rate measuring device according to a second embodiment of the present invention;
9 is a front sectional view showing the structure of a flow rate measuring device according to a second embodiment of the present invention shown in FIG. 8;
10 is a view showing a case where a straight pipe portion is sufficient to maintain a stable flow velocity distribution when a flow rate measuring device according to a second embodiment of the present invention is applied;
11 is a view showing a case where the flow rate is biased toward the 10 o'clock direction because the straight pipe part is short when the flow rate measuring device according to the second embodiment of the present invention is applied; and
12 is a view showing a case where the flow rate is biased toward the 3 o'clock direction because the straight pipe part is short when the flow rate measuring device according to the second embodiment of the present invention is applied.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 5에는 본 발명에 따른 초음파 유량 측정 장치에 구비되는 유속 입구홀 및 유속 출구홀의 위치를 설정하기 위한 원리를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 5를 참조하면, 완전 발달된 유체의 경우 평균 유속에 해당하는 지점은 단면의 1/4 지점 또는 3/4 지점 부근이라는 것에 착안하여 본 발명에 따른 유량 측정 장치에 구비되는 유량 유도부의 구조를 결정한다.5 shows a view for explaining the principle for setting the positions of the flow rate inlet hole and the flow rate outlet hole provided in the ultrasonic flow rate measuring device according to the present invention. Referring to Figure 5, in the case of a fully developed fluid, the point corresponding to the average flow rate is around the 1/4 point or 3/4 point of the cross section, and the structure of the flow rate induction unit provided in the flow rate measuring device according to the present invention Decide.
도 6에 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 측정 장치의 구조를 정단면도로써 나타내었다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 수평 유속을 수직 유속으로 변환하 는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치는 측정 대상 유체가 흐르며 직경이 가느다란 관로(60)에 수직으로 타공되어 형성된 타공홀(61)에 삽입되는 유량유도관(62)과, 유량유도관(62)의 일측에 설치되며 유속 방향에 대하여 전방에 형성되는 유속 입구홀(64)과, 유량유도관(62)에서 타측에 형성되며 유속 방향에 대하여 후방에 형성되는 유속 출구홀(66), 및 유량유도관(62)의 양 단부 부근으로서 관로(60) 밖에 위치하는 것으로 유속 입구홀(64)과 유속 출구홀(66)의 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(68, 69)를 포함하여 이루어지며, 상기 유속 입구홀(64)은 유량유도관(62)에서 관로(60)의 단면 1/4 지점에 형성되고, 상기 유속 출구홀(66)은 유량유도관(62)에서 관로(60)의 단면 3/4 지점에 형성된다. 유량 유도관(62)과 초음파 트랜스듀서(68, 69) 사이에는 필요에 따라 튜브 피팅(67)이 설치될 수 있다.6 shows the structure of the flow rate measuring device according to the first embodiment of the present invention as a front cross-sectional view. Referring to FIG. 6, the ultrasonic flow rate measuring device having a bar-type flow rate induction unit for converting horizontal flow rate to vertical flow rate according to the present invention is formed by vertically perforating a
상기와 같은 유량 측정 장치는 종래와 같이 초음파 트랜스듀서가 45도 전후의 각도를 가지고 설치되는 경우에 축관을 위한 가공 절차가 필요한데 반하여 관로(060)를 관통하도록 수직으로 타공하고 타공된 홀(61)에 유량유도관을 삽입 고정하는 것 만으로도 유량 측정을 위한 얼라인(align)이 완료되므로 까다로운 축관 가공이 불필요하다.The above flow rate measurement device requires a processing procedure for the shaft tube when the ultrasonic transducer is installed at an angle of about 45 degrees, as in the prior art, but is vertically perforated to penetrate the conduit 060 and the
유속 입구홀(64)을 통하여 유입된 유속은 유속 출구홀(66)을 따라 배출되며 이 때 유속은 10% 미만으로 저하되는 것으로 나타났다. 이와 같은 유속 저하는 측정 유속에 대하여 보정함에 의하여 실제 유속값에 근사하게 맞추는 것이 가능하다.The flow rate introduced through the flow
또한, 상기와 같은 유량 측정 장치는 도 7a에 도시한 바와 같이 한 쌍의 초음파 트랜스듀서가 관로의 외부에 위치하게 되고 도 7b에 도시한 바와 같이 유량 유도관을 따라 유체가 흐르게 된다. 일측의 초음파 트랜스듀서는 초음파를 송신하고 타측의 초음파 트랜스듀서는 송신된 초음파를 수신하며, 유속에 따라 송신 및 수신 사이의 시간차이가 달라지게 된다. 이 때 초음파의 전달 시간차는 종래와 같이 초음파 트랜스듀서가 45도의 각도를 가지고 설치된 것에 비하여 배 만큼 증가하게 된다. 따라서, 설치를 위해 요구되는 축관 가공과 같은 복잡한 절차가 필요 없음에도 측정정확도는 증가된다.In addition, in the flow measuring device as described above, as shown in FIG. 7A, a pair of ultrasonic transducers are positioned outside the conduit, and the fluid flows along the flow induction pipe as shown in FIG. 7B. The ultrasonic transducer on one side transmits ultrasonic waves and the ultrasonic transducer on the other side receives the transmitted ultrasonic waves, and the time difference between transmission and reception varies depending on the flow rate. At this time, the transmission time difference of ultrasonic waves is increased by a factor of two compared to when the ultrasonic transducer is installed at an angle of 45 degrees as in the prior art. Therefore, the measurement accuracy is increased even though there is no need for complicated procedures such as pipe reduction processing required for installation.
도 8에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치의 핵심 원리를 개략적으로 설명하기 위한 정단면도를 나타내었다. 도 8을 참조하면, 관로를 따라 흐르는 유체가 어느 한쪽으로 치우치지 않은 경우에는 동일 유속 라인이 관로의 중심으로부터 동심원을 형성하게 된다. 하지만, 관로를 따라 흐르는 유체가 어느 한쪽으로 치우친 경우,특히 측정 대상 유체가 흐르며 직경이 300 밀리를 초과하는 굵은 관로(80)의 경우에는 단일 유량 측정 장치를 설치하면 측정된 유속이 실제 관로내의 유속과 상당한 차이를 나타낸다.Figure 8 shows a front cross-sectional view for schematically explaining the core principle of the flow rate measuring device according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8 , when the fluid flowing along the conduit is not biased to either side, the same flow velocity lines form concentric circles from the center of the conduit. However, when the fluid flowing along the pipe is biased to one side, especially in the case of a thick pipe (80) with a diameter exceeding 300 millimeters in which the fluid to be measured flows, installing a single flow rate measuring device makes the measured flow rate the actual flow rate in the pipe represents a significant difference.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치는 파이프 외벽의 서로 다른 위치에 복수 개의 타공홀들을 형성하고 형성된 타공홀들에 유량유도관(62)을 삽입 고정하며, 유속 입구홀(64)과 유속 출구홀(66)의 외측에 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(68)를 각각 설치하며, 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(68)는 유량유도관(62)의 양 단부 부근으로서 관로(60) 내에 위치하게 된다.Therefore, the flow rate measuring device according to the second embodiment of the present invention forms a plurality of perforated holes at different positions on the outer wall of the pipe, inserts and fixes the
도 9에는 도 8에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치의 구조를 정단면도로써 나타내었다. 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 유량 측정 장치는 측정 대상 유체가 흐르며 직경이 300 밀리를 초과하는 굵은 관로(80)에 수직으로 타공되어 형성된 타공홀(81)에 삽입되는 유량유도관(82)과, 유량유도관(82)의 일측에 설치되며 유속 방향에 대하여 전방에 형성되는 유속 입구홀(84)과, 유량유도관(82)에서 타측에 형성되며 유속 방향에 대하여 후방에 형성되는 유속 출구홀(86), 및 유량유도관(82)의 양 단부 부근으로서 관로(80) 내에 위치하는 것으로 유속 입구홀(84)과 유속 출구홀(83)의 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(86, 88)를 포함하여 이루어진다. 유량유도관(82)의 외측 단부와 초음파 트랜스듀서(85) 사이에는 필요에 따라 튜브 피팅(67)이 설치될 수 있다.9 shows the structure of the flow rate measuring device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 8 as a front cross-sectional view. Referring to FIG. 9, the flow rate measuring device according to the present invention is a
상기 유량 유도관(82)과 그 일측 및 타측에 형성되는 유속 입구홀(84)과 유속 출구홀(83)은 유량유도관(82)에서 관로(80)의 바깥쪽 테두리와 관로(80)의 중심사이에 위치하게 된다. 도 10에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치를 적용하였을 때 직관부가 충분하여 안정된 유속 분포를 유지하는 경우를 나타내었다. 또한, 도 11에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치를 적용하였을 때 직관부가 짧아 유속이 10시 방향으로 치우친 경우를 나타내었으며, 도 12에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 측정 장치를 적용하였을 때 직관부가 짧아 유속이 3시 방향으로 치우친 경우를 나타내었다.The
이와 같이 유체의 쏠림이 있는 경우에도 복수 개의 센서를 설치하여 각 센서의 유속을 평균하여 보다 정확한 유량 측정이 가능하다. 또한, 관로중에 엘보우 피팅등이 설치됨으로써 유속이 급격하게 변하고 관로내 위치에 따라 유속 차이가 큰 경우에도 복수 개의 센서를 설치하여 각 센서의 유속을 평균하여 보다 정확한 유량측정이 가능하다.In this way, even when there is a bias of the fluid, a more accurate flow rate measurement is possible by installing a plurality of sensors and averaging the flow rate of each sensor. In addition, even when the flow rate changes rapidly by installing an elbow fitting in the pipe line and the flow rate difference is large depending on the location in the pipe line, a plurality of sensors are installed to average the flow rate of each sensor to obtain a more accurate flow rate measurement.
한편, 위 실시예들에서는 측정 대상 유체가 흐르는 파이프에 수직으로 타공하여 유량 유도관을 설치한 것을 예로써 설명하였으나 저유속인 경우에는 수직축에 대하여 5도 내지 20도 정도를 기울여 유량 유도관 내에서 유체 흐름을 원활하게 함으로써 실제 유속에 비하여 감속되는 정도를 줄여줄 필요가 있다.On the other hand, in the above embodiments, it was described as an example that a flow guide tube was installed by perforating vertically in a pipe through which a target fluid to be measured flows. It is necessary to reduce the degree of deceleration compared to the actual flow rate by smoothing the fluid flow.
60 : 관로 61 : 타공홀
62 : 유량유도관
64 : 유속 입구홀 66 : 유속 출구홀
68, 69 : 한 쌍의 초음파 트랜스듀서
80 : 굵은 관로 81 : 타공홀
82 : 유량유도관
84 : 유속 입구홀 86 : 유속 출구홀
86, 88 : 한 쌍의 초음파 트랜스듀서60: conduit 61: perforated hole
62: flow induction pipe
64: flow inlet hole 66: flow outlet hole
68, 69: a pair of ultrasonic transducers
80: thick pipe 81: perforated hole
82: flow induction pipe
84: flow inlet hole 86: flow outlet hole
86, 88: a pair of ultrasonic transducers
Claims (4)
유량유도관(62)의 일측에 설치되며 유속 방향에 대하여 전방에 형성되는 유속 입구홀(64);
유량유도관(62)에서 타측에 형성되며 유속 방향에 대하여 후방에 형성되는 유속 출구홀(66); 및
유량유도관(62)의 양 단부 부근으로서 관로(60) 밖에 위치하는 것으로 유속 입구홀(64)과 유속 출구홀(66)의 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(68, 69);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치.A flow guide pipe 62 inserted into a perforated hole 61 formed by drilling a thin pipe 60 having a diameter of less than 300 millimeters through which the fluid to be measured flows;
A flow velocity inlet hole 64 installed on one side of the flow induction pipe 62 and formed in the front with respect to the flow direction;
A flow exit hole 66 formed on the other side of the flow induction pipe 62 and formed at the rear with respect to the flow direction; and
A pair of ultrasonic transducers (68, 69) installed outside the flow inlet hole 64 and the flow outlet hole 66 as being located outside the conduit 60 as near both ends of the flow induction pipe 62; Ultrasonic flow rate measuring device having a rod-shaped flow rate induction unit for converting a horizontal flow rate into a vertical flow rate, characterized in that it comprises a.
상기 유량유도관(62)은 측정 대상 유체가 흐르며 직경이 300 밀리 미만의 가느다란 관로(60)에 수직으로 타공되어 형성되고,
상기 유속 입구홀(64)은 유량유도관(62)에서 관로(60)의 단면 1/4 지점에 형성된 것이며,
상기 유속 출구홀(66)은 유량유도관(62)에서 관로(60)의 단면 3/4 지점에 형성된 것을 특징으로 하는 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치.According to claim 1,
The flow guide pipe 62 is formed by vertically perforating a thin pipe 60 having a diameter of less than 300 millimeters through which the fluid to be measured flows,
The flow velocity inlet hole 64 is formed at the 1/4 point of the cross section of the conduit 60 in the flow induction pipe 62,
The flow velocity outlet hole 66 is an ultrasonic flow measuring device having a rod-shaped flow induction unit for converting horizontal flow velocity to vertical flow velocity, characterized in that it is formed at 3/4 of the cross section of the conduit 60 in the flow induction pipe 62 .
유량유도관(82)의 일측에 설치되며 유속 방향에 대하여 전방에 형성되는 유속 입구홀(84);
유량유도관(82)에서 타측에 형성되며 유속 방향에 대하여 후방에 형성되는 유속 출구홀(83); 및
유량유도관(82)의 양 단부 부근으로서 관로(80) 내에 위치하는 것으로 유속 입구홀(84)과 유속 출구홀(83)의 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(86, 88);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치.A flow guide pipe 82 inserted into a perforated hole 81 formed by drilling a thick pipe 80 having a diameter of more than 300 millimeters through which a fluid to be measured flows;
A flow rate inlet hole 84 installed on one side of the flow induction pipe 82 and formed in the front with respect to the flow direction;
A flow velocity outlet hole 83 formed on the other side of the flow induction pipe 82 and formed at the rear with respect to the flow direction; and
A pair of ultrasonic transducers (86, 88) located in the conduit 80 near both ends of the flow induction pipe 82 and installed outside the flow inlet hole 84 and the flow outlet hole 83, respectively; Ultrasonic flow rate measuring device having a rod-shaped flow rate induction unit for converting a horizontal flow rate into a vertical flow rate, characterized in that it comprises a.
상기 유량유도관(82)과 그 일측 및 타측에 형성되는 유속 입구홀(84)과 유속 출구홀(83)은 유량유도관(82)에서 관로(80)의 바깥쪽 테두리와 관로(80)의 중심 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 수평 유속을 수직 유속으로 변환하는 막대형 유량유도부를 구비한 초음파 유량 측정 장치.
According to claim 3,
The flow inlet hole 84 and the flow outlet hole 83 formed on one side and the other side of the flow induction pipe 82 are the outer rim of the conduit 80 in the flow induction pipe 82 and the conduit 80. Ultrasonic flow rate measuring device having a rod-shaped flow induction unit for converting a horizontal flow rate into a vertical flow rate, characterized in that located between the centers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200133341A KR102480043B1 (en) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | Ultrasonic flow meter comprising stick-type flow guiding portion which convert horizontal flow to perpendicular flow |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200133341A KR102480043B1 (en) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | Ultrasonic flow meter comprising stick-type flow guiding portion which convert horizontal flow to perpendicular flow |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220049794A KR20220049794A (en) | 2022-04-22 |
| KR102480043B1 true KR102480043B1 (en) | 2022-12-21 |
Family
ID=81452369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200133341A KR102480043B1 (en) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | Ultrasonic flow meter comprising stick-type flow guiding portion which convert horizontal flow to perpendicular flow |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102480043B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000193502A (en) | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Tokico Ltd | Flowmeter |
| JP2019138707A (en) | 2018-02-07 | 2019-08-22 | 株式会社デンソー | Physical quantity measuring device |
-
2020
- 2020-10-15 KR KR1020200133341A patent/KR102480043B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000193502A (en) | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Tokico Ltd | Flowmeter |
| JP2019138707A (en) | 2018-02-07 | 2019-08-22 | 株式会社デンソー | Physical quantity measuring device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220049794A (en) | 2022-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8079271B2 (en) | Measuring system with a flow conditioner arranged at an inlet of a measuring tube | |
| US9372106B2 (en) | Non-circular flowmeter | |
| US7926360B2 (en) | Sonar circumferential flow conditioner | |
| US20080264182A1 (en) | Flow meter using sensitive differential pressure measurement | |
| US20090217771A1 (en) | Measuring system for a medium flowing in a process line | |
| JPH08285647A (en) | Detector for ultrasonic flowmeter | |
| US9297679B2 (en) | Flowmeter with a flow conditioner formed by a protrusion having restriction provided upstream of the measurement section | |
| WO2010002432A1 (en) | Insertable ultrasonic meter and method | |
| EP2074432B1 (en) | Arrangement for measuring fluid flow velocity | |
| KR102480043B1 (en) | Ultrasonic flow meter comprising stick-type flow guiding portion which convert horizontal flow to perpendicular flow | |
| US20200386594A1 (en) | Ultrasonic Flowmeter, Use of an Ultrasonic Flowmeter in a Shut-off Device and Shut-off Device | |
| KR101789543B1 (en) | Average pitot tube type flow meter | |
| US11885654B2 (en) | Ultrasonic flowmeter, use of an ultrasonic flowmeter in a shut-off device and shut-off device | |
| JPH09101186A (en) | Pitot-tube type mass flowmeter | |
| JP2869054B1 (en) | Insertion type vortex flowmeter and method for determining its probe line length | |
| CN212300468U (en) | Flow channel structure of airflow ultrasonic flowmeter | |
| CA2506399A1 (en) | An apparatus and method for providing a flow measurement compensated for entrained gas | |
| US20230146582A1 (en) | Systems and methods for measuring low speed fluid flow | |
| CA3051107A1 (en) | Insert vortex flowmeter element | |
| JPH09280913A (en) | Differential pressure flowmeter | |
| Olczyk et al. | A 2-Port, Space-Saving, Maintenance-Friendly Pneumatic Probe for Velocity Measurements | |
| CN111964739A (en) | Flow channel structure of airflow ultrasonic flowmeter | |
| CN101405577A (en) | Reduced bore vortex flowmeter having a stepped intake | |
| JPH0499918A (en) | Mass flowmeter | |
| JPS61280521A (en) | Flowmeter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |