KR950006432A - 초음파 유량측정 방법과 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 초음파진동자들이 대구경파이프의 원주둘레로 소정간격을 두고 설치되는데, 이 초음파진동자들은 파이프의 직경선상의 중심에서 원주까지의 일측 반경을 R이라고 할 때 간격[ℓ=2R/(n+1)]으로 배열되고, 타측반경에는 간격[ℓ′=R/(n+1)]으로 되는 위치에 배열되고, 이들 초음파진동자들이 상호 간섭을 배제하도록 초음파발진기와 수신기들이 엇갈려 동작한다.
또한, 각각의 초음파진동자들이 대구경 파이프외벽에 설치될 경우, 관중심선에서 소정각도 파이프벽의 구멍내로 삽입되는데, 파이프외벽에 삽입되는 동체와; 동체를 구획하여 초음파진동자를 수납하는 제1쳄버; 측정하고자 하는 대구경파이프내를 흐르는 유체와 동일한 초음파저항을 갖는 블록을 수납하는 제2쳄버들로 구성된다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 1도는 종래기술의 1회선 초음파 유량계의 원리를 나타낸 도면
제 2도는 종래기술의 1회선 초음파 유량게의 초음파 진동자 위치를 나타낸 도면
제 3도는 종래기술에 따라 초음파 진동자를 직경선 밖 파이프벽에 설치할 경우를 보인 도면.
제 4도는 파이프 내부에서의 유량 변하에 따른 유속 분포도를 예시한 도면
제 5도와 제 6도는 대구경 파이프 내부에서 초음파 펄스가 전변하는 궤도를 보인 도면
제 7도 A 및 B는 본 발명에 따른 다회선 초음파 유량측정원리를 예시한 도면.
제 8도는 초음파 진동자를 파이프 외벽에 설치한 일실시예를 보인 도면
제 9도는 초음파 진동자들을 파이프 외벽에 구멍을 천공하여 설치한 다른 실시예를 보인 도면
제 10도는 본 발명의 원리에 따른 초음파 진동자를 파이프 외벽을 천공하여 설치한 상태를 보인 도면
제 11도 A 및 B는 본 발명의 원리에 따른 다른 실시예의 초음파 진동자 설치구조를 보인 도면
제 12도는 본 발명의 원리에 따른 또 다른 실시예의 초음파 진동자 설치구조를 보인 도면
제 13도 A 및 B는 본 발명의 원리에 따라 초음파 진동자의 대구경 파이프 원주 둘레에 배설 위치상태를 보인 도면
제 14도는 본 발명의 원에 따라 초음파 진동자로부터 초음파 펄스의 전번 방향을 예시한 도면
제 15도는 본 발명의 원리에 따라 잡음 제거회로를 사용할 때 초음파 펄스 이외의 불요신호를 제거하는 상태를 보인 도면.
제 16도는 본 발명의 원리에 따라 초음파 전번 시간을 보상하는 원리를 보인 도면
제 17도는 본 발명의 원리에 따라 초음파 전번시간을 보상하기 위하여 유량게 회로에서의 지연시간을 사전에 측정하는 방법을 보인 도면
제 18도는 종래 기술에서의, 특 초음파진동자를 파이프 외벽에 설치할 경우 지연시간을 사전에 측정하는 방법을 보인 도면
제 19도는 본 발명의 원리에 따라 초음파 진동자를 거리(△L)정도 이동시킬 수 있는 구조를 보인 도면
제 20도는 본 발명의 원리에 따라 다회선으로 초음파 진동자들이 파이프관에 설치된 모양을 보인 도면이다.
Claims (13)
- 대구경파이프의 체적유량 측정방법에 있어서, 파이프의 직경선에서 원주둘레의 중심을 기점으로 하여 다수의 초음파 진동자를 좌우측반경에 다회선으로 설치하되, 한회선을 직경선상에 배치하고, 일측반경(ℓ)상에는 식 ℓ=2R/n+1이 되게하고 타측 반경(ℓ′)상에는 ℓ′=ℓ/2=R/N+1이 되게 설치하는 단계와; 상기의 매회선에서 초음파 전번시간(t1)을 측정하는 단계와; 상기 회선중에 소정의 한회선에서 초음파 진동자를 파이프내와 거리(△L)정도 삽입하여 이때의 초음파 전번시간(△t)을 측정하는 단계와; 그 다음 다른 회선에서 초음파신호가 유체에서 전번하는 거리를 구하는 단계와; 상기 단계에서 구하여진 모든 매개변수를 사용하여 파이프 단면적 평균유속(Vs)을 구하는 단계들로 이루어진 초음파 체적유량 측정방법.
- 제 1항에 있어서, 초음파유속을 측정하기 위하여 시간차 방법으로는 식 cw=2L/(t+t-2to)을 이용하여 계산하고, 주파수차 방법으로는 식로 계산하는 초음파 체적유량 측정방법.
- 제 1항에 있어서, 초음파펄스의 전번시간 측정시 초음파진동자가 유체와 접촉되는 경사진 블록에 고정되어 블록의 경사면등이 상호 반대로 되게 수조내에 배열하고, 먼저 서로 이격된 거리(L1)에서의 초음파전번시간(t1)을 측정하고, 그 다음, 다시 거리(L2)정도 더욱 넓은 간격으로 이격시켜 전번시간(t2)를 다음 공식을 이용하여 초음속(cw)을 구하고난 다음 t1식에 대입하여 총지연시간(t0)을 연산하는 방법을 포함하는 초음파 체적유속측정방법.
- 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 총지연시간(t0)이 유체온도에 따란 변한다면 시간(t0)의 온도에 따른 관계식을 이용하여 연산가능한 초음파 체적유량 측정방법.
- 제 1항에 있어서, 유량측정 오차에 직접적으로 영향을 미치는 유체내에서 초음파신호가 전번하는 거리(L0)와 파이프구경의 중심선과 이루어지는 각도(θ)에 대한 측정오차에 대하여, 먼저 파이프내부에 충만된 유체에 유속을 Vs=0으로 하여 초음파 전변시간(tD)을 측정하며, 다수 회선서중 한회선의 진동자를 거리(△L)정도 파이프내부로 삽입하여 초음파신호의 전번시간(t0L)을 다음식으로 측정하고,이렇게 측정된 초음파(Cw)을 전번시간(tD)에 다음공식으로 거리(LD)를 계산한 다음,LD=(tD-t0)/CW그다음 다른 회선의 초음파신호가 유체를 판별하는 거리 Li=(ti-to)/Cw를 구하는 단계들로 이루어진 초음파 체적유량측정방법.
- 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 매회선의 초음파 전번거리(Li)를 측정하는데 매회선의 각도(θ)가 파이프 내경(D)을 정확히 측정하고 매회선에 해당하는 현의길이(ℓi)를 다음공식으로 계산되는 초음파 체적유량 측정방법.θi=Sim -1(ℓi/Li)θDSim -1(D/LD)
- 제 1항에 있어서, 파이프구경이 크고 유속이 빠를 경우 초음파신호가 유체를 전번하는 거리(Li)보다 초음파 신호가 상대방 초음파진동자측으로 전번하는 길이(L0)가 더 클 경우(Lo>Li)초음파신호가 유속방향 또는 그 반대방향으로 전번되는 시간(t+i+t-i)를 구하여 다음식으로 초음속(C-wi)을 연산하며,이렇게 측정된 초음속 C′wi을 유속이 Vi=0일 때 측정한 초음속 cw과 대비하여 cw≠C′w인 경우 실거리 Loi는 다음식으로 연산되게 한 초음파체적유량 측정방법.
- 초음파체적 유량측정장치에 있어서, 파이프에 형성한 경사구멍에 삽입되는 동체와; 상기 동체를 분할하는 하나이상의 쳄버와; 일측쳄버에 위치되는 초음파진동자와; 일측쳄버에 위치되는 초음파진동자와; 타측쳄버에 위치되어서 상기 초음파진동자가 하측면에 고정되고, 상측면이 파이프내면과 동일 평면을 이루도록 소정각도로 기울어진 블록들로 구성시킨 초음파 체적 유량측정장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 블록이 유체와 거의 동일한 음향저항을 갖는 재질로된 초음파 체적 유량측정장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 블록을 수납하는 쳄버가 공동으로 되어 전면에는 얇은 금속판이 고정되고 소정위치에 하나이상의 구멍이 형성되어 파이프내부와 쳄버내부의 압력을 동일하게한 초음파 체적유량측정장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 블록의 전면에는 유체와 접촉하는 표면적의 정도 넓이로 얕은 공동을 형성한 초음파 체적유량측정장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 동체가 내부에서 활주가능하도록 하는 수납부를 파이프의 구멍에 고정하여서 초음파 진동자가 파이프내부에 소정거리(△L)로 이동될 수 있게한 초음파 체적유량측정장치.
- 제 1항에 있어서, 대구경파이프의 유량측정의 다회선을 설정하는데 따라 상기 파이프 원주의 중심을 기준으로 하여 직경선상에 하나에 회선과 일측반경(R′)상에 매회선이 설치되는 현사이의 간격 ℓ=2R/N+1로 되고 다른 반경축에서 ℓ′=R/N+1이 되게한 체적유량 측정장치.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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