KR100189166B1 - New liquid quantity measurement apparatus and measurement method - Google Patents

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KR100189166B1
KR100189166B1 KR1019950015137A KR19950015137A KR100189166B1 KR 100189166 B1 KR100189166 B1 KR 100189166B1 KR 1019950015137 A KR1019950015137 A KR 1019950015137A KR 19950015137 A KR19950015137 A KR 19950015137A KR 100189166 B1 KR100189166 B1 KR 100189166B1
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윤덕용
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Abstract

본 발명은 신규한 유량 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 장착위치 및 측정위치를 자유롭게 변동 가능하며 관의 형상 및 유체의 흐름은 변화시키지 않으면서도 유체가 유동하는 관 내부의 유량을 측정할 수 있는 유량 측정장치 및 유량 측정방법에 관한 것이다. 본 발명의 유량 측정장치는 일정 주파수 대역의 백색잡음을 발생시키기 위한 신호발생기(10)와 백색잡음을 증폭시키기 위한 파워증폭기(9) 및 전기한 파워증폭기(9)에서 얻어진 신호를 통하여 관(4)을 가진시키기 위한 가진기(5)로 구성된 가진부; 관(4)의 표면에 등간격으로 부착되어 진동신호를 수집하기 위한 가속도계(1,2,3) 및 가속도계(1,2,3)로부터 얻어진 가속도 신호를 증폭시키기 위한 증폭기(6)로 구성된 신호수집부; 및, 신호수집부에서 수집된 가속도 신호를 유량으로 환산하기 위한 다채널 주파수분석기(7) 및 컴퓨터(8)로 구성된 신호처리부로 이루어진다. 아울러, 본 발명의 유량 측정방법은 전기한 유량 측정장치의 다채널 주파수분석기(7)를 이용하여 각 신호의 상호 스펙트럼을 구하고 상호 스펙트럼으로부터 관 내부의 유량을 구하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a novel flow rate measuring device and a measuring method. More specifically, the present invention provides a flow measuring device and a flow measuring method capable of freely varying the mounting position and the measuring position, and capable of measuring the flow rate inside the pipe in which the fluid flows without changing the shape of the pipe and the flow of the fluid. It is about. The flow rate measuring apparatus of the present invention uses the signal generator 10 for generating white noise of a predetermined frequency band, the power amplifier 9 for amplifying the white noise, and the power amplifier 9 and the signal obtained from the electric power amplifier 9. An excitation part composed of an excitation device (5) for excitation; A signal composed of an accelerometer (1, 2, 3) for collecting vibration signals and an amplifier (6) for amplifying the acceleration signal obtained from the accelerometer (1, 2, 3) attached to the surface of the tube (4) at equal intervals. Collecting unit; And a signal processor comprising a multi-channel frequency analyzer 7 and a computer 8 for converting the acceleration signal collected by the signal collector into a flow rate. In addition, the flow rate measuring method of the present invention includes the step of obtaining the cross spectrum of each signal using the multi-channel frequency analyzer 7 of the flow rate measuring device described above, and obtaining the flow rate inside the tube from the cross spectrum.

Description

신규한 유량 측정장치 및 측정방법New flow measuring device and measuring method

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정장치에 대한 개략적인 블럭구1 is a schematic block diagram of a flow measurement device according to an embodiment of the present invention

성도이다.I am a saint.

제2도는 본 발명의 유량 측정방법을 설명하기 위하여 예시한 관의 기하학적 형상을 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing the geometrical shape of the tube illustrated to explain the flow measurement method of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1,2,3 : 자속도계 4 : 관1,2,3 Magnetometer 4: Pipe

5 : 가진기 6 : 증폭기5: exciter 6: amplifier

7 : 다채널 주파수분석기 8 : 컴퓨터7 multichannel frequency analyzer 8 computer

9 : 파워증폭기 10 : 신호발생기9: power amplifier 10: signal generator

본 발명은 신규한 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 장착위치 및 측정위치를 자유롭게 변동가능하며 관의 형상 및 유체의 흐름을 변화시키지 않으면서도 유체가 유동하는 관 내부의 유량을 측정할 수 있는 측정장치 및 유량 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel measuring device and a measuring method. More specifically, the present invention relates to a measuring device and a flow measuring method capable of freely varying the mounting position and the measuring position and capable of measuring the flow rate inside the tube through which the fluid flows without changing the shape of the tube and the flow of the fluid. It is about.

각종 화학공장 등의 생산설비 및 수도공급관 등의 유체 공급경로 등의 다양한 분야에 유체를 공급 또는 배출하기 위한 관(tuble)이 사용되고 있으며, 이러한 관의 내부에서 유동하는 유체의 유량측정은 필수적인 측정요소로 알려져 있다.Tubes are used for supplying or discharging fluids to various fields such as production facilities of various chemical plants and fluid supply paths such as water supply pipes. Known as

전기한 유체의 유량측정을 위하여 다양한 형태의 유량 측정장치가 개발되어 사용되고 있다.Various types of flow rate measuring devices have been developed and used for measuring the flow rate of the fluid.

이러한 종래의 유량 측정장치는 두가지 종류로 대별할 수 있는데, 그 하나는 관의 단면적 및 형상 등을 변형시킨 형태로 제조되어 배관이 일부로 장착됨으로써 유량을 측정하는 장치로서, 전기한 종래의 유랭 측정장치는 관의 내부에서 관의 내부에서 유동하는 유체의 흐름을 방해할 뿐 아니라. 유량 측정장치의 장착위치를 임의로 변동할 수 없다는 문제점을 지니고 있었다.The conventional flow rate measuring device can be roughly divided into two types, one of which is manufactured in a form in which the cross-sectional area and shape of the pipe is modified, and the pipe is mounted as a part to measure the flow rate. Not only disrupts the flow of fluid flowing inside the tube inside the tube. There was a problem that the mounting position of the flow rate measuring device cannot be arbitrarily changed.

또 다른 종류의 유량 측정장치는 초음파 또는 전자기파 등을 이용한 장치로서, 전기한 종래의 장치는 유체의 흐름을 방해하지 않는다는 장점을 지니고 있으나, 이러한 유량 측정장치 역시 관에 장착하기 위하여는 관의 표면을 변형시키거나 관의 표면에 초음파 및 전자기파 센서를 장착하기 위한 구멍을 형성하여야 하므로, 일단 장착된 유량측정 장치는 장착위치 및 측정위치를 임의로 변동할 수 없다는 문제점을 지니고 있었다.Another type of flow measuring device is a device using ultrasonic waves or electromagnetic waves. The conventional device described above has the advantage that it does not disturb the flow of the fluid. Since a hole for deforming or mounting an ultrasonic wave and an electromagnetic wave sensor must be formed on the surface of the pipe, the flow rate measuring device once mounted has a problem that the mounting position and the measuring position cannot be arbitrarily changed.

결국, 번 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 장착위치 및 측정위치를 자유롭게 변동가능하며, 관의 형상 및 유체의 흐름을 변화시키지 않으면서도 유체가 유동하는 관 내부의 유량을 측정할 수 있는 유량 측정장치를 제공함에 있다.After all, the invention has been devised in view of the above-described problems of the prior art, and the main object of the present invention is that the mounting position and the measurement position can be freely changed, and the fluid flows without changing the shape of the pipe and the flow of the fluid. It is to provide a flow rate measuring device capable of measuring the flow rate inside the pipe.

본 발명의 또 다른 목적은 전기한 본 발명의 유창측정 장치를 사용하여 장착위치 및 측정위치를 자유롭게 변동가능하며, 관의 형상 및 유체의 흐름을 변화시키지 않으면서도 유체가 유동하는 관 내부의 유량을 간편하게 측정할 수 있는 측정방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to change the mounting position and the measurement position freely using the fluency measuring device of the present invention described above, and to change the flow rate inside the tube through which the fluid flows without changing the shape of the tube and the flow of the fluid. It is to provide a measuring method that can be measured easily.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유량 측정장치는 일정 주파수 대역의 백색잡음(white noise)을 발생시키기 위한 신호발생기(random signal generator)와 전기한 백색잡음을 증폭시키기 위한 파워증폭기(power amplifier) 및 전기한 파원증폭기에서 얻어진 신호를 통하여 관을 가진시키기 위한 가진기(excitor)로 구성된 가진부; 관의 표면에 등간격으로 부착되어 진동신호를 수집하기 위한 세 개의 가속도계(accelerometer) 및 전기한 가속도계로 부터 얻어진 가속도 신호를 중폭시키기 위한 증폭기(preamplifier)로 구성된 신호수집부; 및, 전기한 신호수집부에서 수집된 가속도 신호를 유량으로 환산하기 위한 다채널 주파수분석기(multichannel FFT analyzer) 및 컴퓨터로 구성된 신호처기부로 이루어진다.Flow rate measuring apparatus of the present invention for achieving the above object of the present invention is a signal generator for generating white noise of a predetermined frequency band (random signal generator) and a power amplifier for amplifying the electric white noise ( an excitation unit configured to excite a tube through a signal obtained from a power amplifier and an electric wave amplifier; A signal collector comprising three accelerometers attached to the surface of the tube at equal intervals for collecting vibration signals and an amplifier for amplifying the acceleration signals obtained from the electrical accelerometers; And a signal register composed of a multichannel FFT analyzer and a computer for converting the acceleration signals collected by the signal collector.

아울러, 본 발명의 우량 측정방법은 신호발생기를 통하여 일정 주파수 대역의 백색잡음을 발생시키고 파워증폭기를 통해 증폭시켜 가진기에 의해 관을 가진시키는 단계; 관의 표면에 등간격으로 부착된 세 개의 가속도계로 부터 얻어진 가속도 신호를 증폭기에 의해 증폭시키고 다채널 주파수분석기를 이용하여 각 신호의상호 스펙트럼을 구하는 단계; 및, 전기에서 얻어진 상호 스펙트럼으로 부터 하기 식에 따라 관 내부의 유량을 구하는 단계를 포함한다;In addition, the superior measurement method of the present invention comprises the steps of generating a white noise of a certain frequency band through a signal generator and amplifying through a power amplifier having a tube by the exciter; Amplifying an acceleration signal obtained from three accelerometers equidistantly attached to the surface of the tube by an amplifier and obtaining a cross spectrum of each signal using a multichannel frequency analyzer; And calculating a flow rate inside the tube according to the following equation from the cross spectrum obtained from the electricity;

전기 식에서, U는 관의 유동하는 유체의 유량을 나타내며; a, p;F, p;s 및 t는 관의 내경, 유체의 밀도, 관의 밀도 및 관의 두께를 각각 나타내고; c;s는 관에서의 자유 음파속도(free wave speed)를 나타내며; △x는 관의 x축 방향의 길이변화를 나타내고; C12및 C23는 상호 스펙트럼(cross-spectrum) S12및 S23(이때, 아래첨자 1, 2 및 3은 각각의 가속도계를 의미한다)의 실수부(實數部)를 나타내며; 및, Q12및 Q23상호 스펙트럼 S12및 S23의 허수부(虛數部)를 나타낸다.In the above, U represents the flow rate of the flowing fluid of the tube; a, p; F, p; s and t represent the inner diameter of the tube, the density of the fluid, the density of the tube and the thickness of the tube, respectively; c; s represents the free wave speed in the tube; Δx represents a change in length in the x-axis direction of the tube; C 12 and C 23 represent the real part of the cross-spectrum S 12 and S 23 , wherein the subscripts 1, 2 and 3 represent the respective accelerometers; And imaginary parts of the Q 12 and Q 23 cross spectra S 12 and S 23 .

상기한 구성을 지닌 본 발명의 유량 측정장치는 관의 표면에 장착된 세 개의 가속도계에 의해 얻은 신호로부터 관을 전파하는 파동의 파수(wavenubmer)를 계산하고, 이를 관 내의 유량으로 환산한다.The flow rate measuring apparatus of the present invention having the above-described configuration calculates the wavenubmer of waves propagating through the tube from signals obtained by three accelerometers mounted on the surface of the tube, and converts it into a flow rate in the tube.

전기한 본 발명의 유량 측정장치에서는 유체가 흐르는 관예 가진기를 사용하여 가전시키면 관에 전통이 발생하게 되고, 관의 전동은 파동전파의 합으로 표현될 수 있으므로, 파동의 파수는 내부 유체의 속도에 따라 변화하게 된다. 따라서, 관 내부의 유체속도와 파수변화량과의 관계를 예측할 수 있으며, 측정된 진동신호로부터 파수변화량을 계산하는 알고리즘(algorism)에 의해 유체의 속도 및 유량을 측정할 수 있게 된다.In the above-described flow rate measuring apparatus of the present invention, if a home appliance is used with a pipe-type exciter in which a fluid flows, a tradition occurs in the tube, and the electric wave of the tube can be expressed as the sum of wave propagation, so the wave number of the wave is dependent on the velocity of the internal fluid. Will change accordingly. Therefore, it is possible to predict the relationship between the fluid velocity inside the pipe and the wave change amount, and to measure the velocity and flow rate of the fluid by an algorithm that calculates the wave change amount from the measured vibration signal.

본 발명의 유량 측정장치에서는 진동신호의 측정을 관의 표면에 가속도계를 부착함으로써 측정가능하며, 관의 가진조작이 관의 표면에서 행하여지므로, 본 발명의 유량 측정장치는 관 내부의 유동하는 유체의 유동을 방해하지 않으면서도 유량측정이 가능할 뿐 아니라, 측정위치 및 장착위치를 자유롭게 변경할 수 있게 된다.In the flow rate measuring apparatus of the present invention, the vibration signal can be measured by attaching an accelerometer to the surface of the tube. Since the excitation operation of the tube is performed on the surface of the tube, the flow rate measuring apparatus of the present invention can measure the flow of fluid inside the tube. In addition to measuring flow without disturbing flow, the measuring position and mounting position can be freely changed.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량 측정장치 및 전기가 유량 측정장치를 사용한 유량 측정방법을 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a flow rate measuring method using a flow rate measuring device and an electric flow rate measuring device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 장치에 대한 개략적인 블럭구성도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 유량 측정장치는 크게 가진부, 신호수집부 및 신호처리부로 구성된다.1 is a schematic block diagram of a flow rate measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown, the flow rate measuring apparatus of the present invention includes a large excitation part, a signal collecting part, and a signal processing part.

이때, 전기한 가진부는 일정 주파수 대역의 백색잡음을 발생시키기 위한 신호발생기(10)와 전기한 백색잡음을 증폭시키기 위한 파워증폭기(9) 및 전기한 파워증폭기(9)에서 얻어진 신호를 통하여 관(4)을 가전시키기 위한 가진기(5)로 구성된다.In this case, the electrical excitation unit is connected to the signal generator 10 for generating white noise of a predetermined frequency band, the power amplifier 9 for amplifying the white noise, and the signal obtained from the electrical power amplifier 9. 4) and an exciter 5 for home appliances.

또한, 전기한 신호수집부는 관(4)의 표면에 등간격으로 부착되어 진동신호를 수집하기 위한 세 개의 가속도계(1,2,3) 및 전기한 가속도계(1,2,3)로부터 얻어진 가속도 신호를 증폭시키기 위한 증폭기(6)로 구성된다.In addition, the electrical signal collector is attached to the surface of the tube 4 at equal intervals, and the acceleration signals obtained from the three accelerometers 1, 2 and 3 for collecting the vibration signals and the accelerometers 1, 2 and 3 described above. It consists of an amplifier (6) for amplifying.

또한, 전기한 신호처리부는 전기한 신호수집부에서 수집된 가속도 신호를 유량으로 환산하기 위한 다채널 주파수 분석기(7) 및 컴퓨터(8)로 구성된 신호처리부로 이루어진다.In addition, the electrical signal processor is composed of a signal processor consisting of a multi-channel frequency analyzer 7 and a computer 8 for converting the acceleration signal collected by the electrical signal collector into a flow rate.

본 발명의 유량측정 장치에서는 신호발생기(10)로부터 발생된 일정 주파수 대역의 백색잡음이 파워증폭기(9)에 의해 증폭되고, 파워증폭기(9)에서 얻어진 신호로부터 가진기(5)에 의해 관(4)이 가진된다. 관(4)이 가진되면, 관(4)의 표면에 등간격으로 부착된 세 개의 가속도계(1,2,3)에 의해 진동신호가 수집되어 증폭기(6)에 의해 증폭되고, 다채널 주파수 분석기(7)에 의한 각 신호의 상호 스펙트럼 S12및 S23가 얻어지게 된다.In the flow rate measuring apparatus of the present invention, the white noise of a predetermined frequency band generated from the signal generator 10 is amplified by the power amplifier 9, and the pipe (excited by the exciter 5) from the signal obtained from the power amplifier 9 is used for the pipe ( 4) This is done. When the tube 4 is excited, vibration signals are collected by three accelerometers 1, 2, and 3 attached at equal intervals to the surface of the tube 4, and amplified by the amplifier 6, and multi-channel frequency analyzer The cross spectra S 12 and S 23 of each signal according to (7) are obtained.

이때, 전기한 상호 스펙트럼은 다채널 주파수 분석기 대신에 A/D변화기(analog-to-digital converter)를 사용하여 시간 신호를 측정하고 이를 푸리에 변환(Fourier transformation)시켜 구할 수도 있다.In this case, the aforementioned cross spectrum may be obtained by measuring a time signal using an analog-to-digital converter instead of a multi-channel frequency analyzer and performing Fourier transformation.

제1도에서, 관(4)의 일정위치의 양단에 임의의 경계조건(boundary condition)(11,12)을 설정하면, 관(4)의 표면에서 측정된 상호 스펙트럼(S12,S23)의 신호와 관(4)을 전파하는 파동의 파수변화(△k=(k--k+)/2, 이때, k-는 제1도에 표시된 χ축의 음의 방향으로 전파하는 파동의 파수를 나타내고, k+는 χ축의 양의 방향으로 전파하는 파동의 파수를 나타낸다)는 저주파수 영역인 경우에는 하기 식(1)과 같이 표현된다[참조: S. A. Seybert, J. Acoust. Soc. Am., 83:2233-2239(1988]:In FIG. 1, when arbitrary boundary conditions 11 and 12 are set at both ends of a certain position of the tube 4, the cross spectra S 12 and S 23 measured at the surface of the tube 4 are determined . The wave number propagation of the wave propagating through the tube 4 and the signal (Δk = (k -- k + ) / 2, where k - denotes the wave number of the wave propagating in the negative direction of the χ axis shown in FIG. Where k + represents the wave number of the wave propagating in the positive direction of the χ axis) is expressed in the following equation (1) in the low frequency region (see SA Seybert, J. Acoust. Soc. Am., 83: 2233-2239 (1988):

상기 식에서,Where

△χ는 관의 χ축 방향의 길이 변화를 나타내고 :Δχ represents the change in length in the χ-axis direction of the tube:

C12및 C23는 상호 스펙트럼 S12및 S23의 실수부를 나타내며 ; 및, Q12및 Q23및 상호 스펙트럼 S12및 S23의 허수부를 나타낸다.C 12 and C 23 represent the real part of the cross spectra S 12 and S 23 ; And imaginary parts of Q 12 and Q 23 and cross spectra S 12 and S 23 .

또한, 파수의 변화량 △k와 관 내부의 유량과의 관계는 하기 식(2)와 같이 표현된다 :In addition, the relationship between the wavelet change amount Δk and the flow rate inside the pipe is expressed by the following equation (2):

상기식에서,In the above formula,

U는 관의 내부에 유동하는 유체의 유량을 나타내고 ; a, ρf, ρs 및 t는 제2도에 도시한 관의 기하학적 형상에서 보듯이, 관의 내경, 유체의 밀도, 관의 밀도 및 관의 두께를 각각 나타내며 ; 및, cs는 관에서의 자유 음파속도를 나타낸다.U represents the flow rate of the fluid flowing inside the tube; a, ρf, ρs and t represent the inner diameter of the tube, the density of the fluid, the density of the tube and the thickness of the tube, respectively, as shown in the tube geometry shown in FIG. 2; And cs represents the free sound velocity in the tube.

따라서, 상기 식(1) 및 식(2)로부터 측정된 상호 스펙트럼과 관 내부의 유량의 관계는 하기 식(3)으로 표현될 수 있다 ;Therefore, the relationship between the cross spectrum measured from said Formula (1) and Formula (2) and the flow volume inside a pipe | tube can be represented by following formula (3);

상기 식에서,Where

U, a, ρf, ρs, t, cs, △χ, C12,C23,Q12및 Q23는 상기에서 이미 정의한 바와 같다.U, a, ρf, ρs, t, cs, Δχ, C 12, C 23, Q 12 and Q 23 are as defined above.

따라서, 상기한 본 발명의 유량 측정장치에서는 신호발생기(10)를 통하여 일정 주파수 대역의 백색잡음을 발생시키고 파워증폭기(9)를 통해 증폭시켜 가진기(5)에 의해 관(4)를 가진시킨 다음, 관(4)의 표면에 등간격으로 부착된 세 개의 가속도계(1,2,3)로부터 얻어진 가속도 신호를 증폭기(6)에 의해 증폭시키고 다채널 주파수 분석기(7)를 이용하여 각 신호의 상호 스펙트럼을 구하여 상기 식(3)에 따라 컴퓨터(8)에 의해 유량을 계산함으로써, 관 내부의 유량을 측정할 수 있게 된다.Therefore, in the flow measuring apparatus of the present invention, the white noise of a predetermined frequency band is generated through the signal generator 10 and amplified by the power amplifier 9 to excite the tube 4 by the exciter 5. Next, the acceleration signals obtained from the three accelerometers 1, 2, 3 attached at equal intervals on the surface of the tube 4 are amplified by the amplifier 6 and the multi-channel frequency analyzer 7 is used to By calculating the cross spectrum and calculating the flow rate by the computer 8 according to the above formula (3), the flow rate inside the tube can be measured.

상기한 본 발명에서는 가속도계 센서를 사용한 유량 측정장치를 설명하였으나, 가속도계 센서 이외의 또 다른 형태의 센서를 사용하여 파동의 파수를 구하는 동일한 알고리즘에 의해 유량 측정을 수행할 수도 있으며, 본 발명에서 설명한 가속도 측정을 통한 관의 파수변화 측정방법은 유량측정 이외의 용도로도 사용될 수 있다.In the present invention described above, the flow rate measuring device using the accelerometer sensor has been described, but the flow rate measurement may be performed by the same algorithm for obtaining the wave number using another type of sensor other than the accelerometer sensor, and the acceleration described in the present invention. The method of measuring the wave change of the pipe through the measurement can be used for purposes other than the flow measurement.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 유량 측정장치는 장착위치 및 측정 위치를 자유롭게 변동 가능하며, 관의 형상 및 유체의 변화시키지 않으면서도 유체가 유동하는 관 내부의 유량을 측정할 수 있으며, 본 발명의 유량 측정방법에 의해 유체가 유동하는 관 내부의 유량을 간편하게 측정할 수 있다.As described in detail above, the flow rate measuring device of the present invention can freely vary the mounting position and the measuring position, and can measure the flow rate inside the pipe in which the fluid flows without changing the shape of the pipe and the fluid. According to the flow rate measuring method of the present invention, the flow rate inside the pipe through which the fluid flows can be easily measured.

Claims (2)

일정 주파수 대역의 백색잡음을 발생시키기 위한 신호 발생기(10)와 전기한 백색잡음을 증폭시키기 위한 파워증폭기(9)로 구성된 가진부; 전기 가진부로부터 가진된 신호를 증폭시키기 위한 증폭기(6)로 구성된 신호수집부; 및 전기한 신호수집부에서 수집된 신호를 유량으로 환산하기 위한 다채널 주파분석기(7) 및 컴퓨터(8)로 구성된 신호처리부로 이루어진 유량 측정장치에 있어서, 전기 가진부는 파워증폭기(9)에서 증폭된 신호를 입력받아 관(4)을 가진시키기는 가진기(5)를 포함하며, 전기 신호수집부는 관(4)의 표면상에 전기한 가진부의 작동으로 인해, 관(4)의 표면에 발생된 진동파를 측정하기 위한 가속도계(1,2,3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 측정장치.An excitation unit comprising a signal generator 10 for generating white noise of a predetermined frequency band and a power amplifier 9 for amplifying the white noise; A signal collecting unit comprising an amplifier 6 for amplifying the excitation signal from the electric excitation unit; And a flow rate measuring device comprising a multi-channel frequency analyzer 7 and a computer 8 for converting the signal collected by the signal collection unit into a flow rate, wherein the electric excitation unit is amplified by the power amplifier 9. An exciting signal is input to excite the tube (4) comprises an exciter (5), and the electrical signal collecting portion is generated on the surface of the tube (4) due to the operation of the electrical excitation on the surface of the tube (4) And an accelerometer (1, 2, 3) for measuring the generated vibration wave. (i) 신호발생기(10)를 통하여 일정 주파수 대역의 백색잡음을 발생시키고 파워증폭기(9)를 통해 전기한 백색잡음을 증폭시키고 증폭된 신호로 가진기(5)를 작동하여 관(4)를 가진 시키는 단계; (ii)전기 단계에서 가진되어 관(4)의 표면에 발생된 진동파를 관(4) 표면에 등간격으로 부착된 가속도계(1,2,3)로 측정하고, 측정된 가속도 신호를 증폭기(6)에 의해 증폭시키기는 단계; 및, (iii) 전기 단계에서 얻어진 증폭된 가속도 신호를 다채널 주파분석기(7)에 입력하여 상호 스펙트럼을 구하고, 이로부터 수득된 상호 스펙트럼으로부터 하기 식에 따라 관(4) 내부의 유량을 구하는 단계를 포함하는 유량측정 방법 :(i) Generate the white noise of a certain frequency band through the signal generator 10, amplify the white noise transmitted through the power amplifier 9, and operate the exciter 5 with the amplified signal to operate the pipe 4; Letting having; (ii) measuring the vibration wave generated in the electrical phase and generated on the surface of the tube 4 with accelerometers 1, 2 and 3 at equal intervals on the surface of the tube 4, and measuring the measured acceleration signal with an amplifier ( Amplifying by 6); And (iii) inputting the amplified acceleration signal obtained in the electrical step into the multi-channel frequency analyzer 7 to obtain a cross spectrum, and from the cross spectrum obtained therefrom, obtaining a flow rate inside the tube 4 according to the following equation. Flow measurement method comprising: 상기식에서, U는 관의 내부에 유동하는 유체의 유량을 나타내며, a, ρf, ρs 및 t는 관의 내경, 유체의 밀도, 관의 밀도 및 관의 두께를 각각 나타내고; Cs는 관에서의 자유 음파속도를 나타내며; △χ는 관의 χ축 방향의 길이 변화를 나타내고; C12및 C2(이때, 아래첨자 1,2 및 3은 각각의 가속도계를 의미한다)는 상호 스펙트럼의 실수부를 나타내며; 및, Q12및 Q23는 상호 스펙트럼의 허수부를 나타낸다.Wherein U represents the flow rate of the fluid flowing inside the tube, and a, ρf, ρs and t represent the inner diameter of the tube, the density of the fluid, the density of the tube and the thickness of the tube, respectively; Cs represents the free sound velocity in the tube; Δχ represents a change in length in the χ axis direction of the tube; C 12 and C 2 , wherein the subscripts 1,2 and 3 each represent an accelerometer, represent the real part of the cross spectrum; And Q 12 and Q 23 represent an imaginary part of the cross spectrum.
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